]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
64506b2eef3479dc190ec93f48f2852e32a7b7cf
[karo-tx-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
79
80 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 int do_swap_account __read_mostly;
91 #else
92 #define do_swap_account         0
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "rss_huge",
105         "mapped_file",
106         "dirty",
107         "writeback",
108         "swap",
109 };
110
111 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
112         "pgpgin",
113         "pgpgout",
114         "pgfault",
115         "pgmajfault",
116 };
117
118 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
119         "inactive_anon",
120         "active_anon",
121         "inactive_file",
122         "active_file",
123         "unevictable",
124 };
125
126 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
127 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
128 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
129
130 /*
131  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
132  * their hierarchy representation
133  */
134
135 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
136         struct rb_root rb_root;
137         spinlock_t lock;
138 };
139
140 struct mem_cgroup_tree_per_node {
141         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
142 };
143
144 struct mem_cgroup_tree {
145         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
146 };
147
148 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
149
150 /* for OOM */
151 struct mem_cgroup_eventfd_list {
152         struct list_head list;
153         struct eventfd_ctx *eventfd;
154 };
155
156 /*
157  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
158  */
159 struct mem_cgroup_event {
160         /*
161          * memcg which the event belongs to.
162          */
163         struct mem_cgroup *memcg;
164         /*
165          * eventfd to signal userspace about the event.
166          */
167         struct eventfd_ctx *eventfd;
168         /*
169          * Each of these stored in a list by the cgroup.
170          */
171         struct list_head list;
172         /*
173          * register_event() callback will be used to add new userspace
174          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
175          * on eventfd to send notification to userspace.
176          */
177         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
178                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
179         /*
180          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
181          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
182          * if you want provide notification functionality.
183          */
184         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
185                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
186         /*
187          * All fields below needed to unregister event when
188          * userspace closes eventfd.
189          */
190         poll_table pt;
191         wait_queue_head_t *wqh;
192         wait_queue_t wait;
193         struct work_struct remove;
194 };
195
196 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
197 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
198
199 /* Stuffs for move charges at task migration. */
200 /*
201  * Types of charges to be moved.
202  */
203 #define MOVE_ANON       0x1U
204 #define MOVE_FILE       0x2U
205 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
206
207 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
208 static struct move_charge_struct {
209         spinlock_t        lock; /* for from, to */
210         struct mem_cgroup *from;
211         struct mem_cgroup *to;
212         unsigned long flags;
213         unsigned long precharge;
214         unsigned long moved_charge;
215         unsigned long moved_swap;
216         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
217         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
218 } mc = {
219         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
220         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
221 };
222
223 /*
224  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
225  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
226  */
227 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
228 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
229
230 enum charge_type {
231         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
232         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
233         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
234         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
235         NR_CHARGE_TYPE,
236 };
237
238 /* for encoding cft->private value on file */
239 enum res_type {
240         _MEM,
241         _MEMSWAP,
242         _OOM_TYPE,
243         _KMEM,
244         _TCP,
245 };
246
247 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
248 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
249 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
250 /* Used for OOM nofiier */
251 #define OOM_CONTROL             (0)
252
253 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
254 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
255 {
256         if (!memcg)
257                 memcg = root_mem_cgroup;
258         return &memcg->vmpressure;
259 }
260
261 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
262 {
263         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
264 }
265
266 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
267 {
268         return (memcg == root_mem_cgroup);
269 }
270
271 #ifndef CONFIG_SLOB
272 /*
273  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
274  * The main reason for not using cgroup id for this:
275  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
276  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
277  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
278  *  200 entry array for that.
279  *
280  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
281  * will double each time we have to increase it.
282  */
283 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
284 int memcg_nr_cache_ids;
285
286 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
287 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
288
289 void memcg_get_cache_ids(void)
290 {
291         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
292 }
293
294 void memcg_put_cache_ids(void)
295 {
296         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
297 }
298
299 /*
300  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
301  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
302  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
303  * tunable, but that is strictly not necessary.
304  *
305  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
306  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
307  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
308  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
309  * increase ours as well if it increases.
310  */
311 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
312 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
313
314 /*
315  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
316  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
317  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
318  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
319  */
320 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
321 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
322
323 #endif /* !CONFIG_SLOB */
324
325 static struct mem_cgroup_per_zone *
326 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
327 {
328         int nid = zone_to_nid(zone);
329         int zid = zone_idx(zone);
330
331         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
332 }
333
334 /**
335  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
336  * @page: page of interest
337  *
338  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
339  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
340  * until it is released.
341  *
342  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
343  * is returned.
344  */
345 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
346 {
347         struct mem_cgroup *memcg;
348
349         memcg = page->mem_cgroup;
350
351         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
352                 memcg = root_mem_cgroup;
353
354         return &memcg->css;
355 }
356
357 /**
358  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
359  * @page: the page
360  *
361  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
362  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
363  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
364  *
365  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
366  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
367  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
368  * do not care (such as procfs interfaces).
369  */
370 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
371 {
372         struct mem_cgroup *memcg;
373         unsigned long ino = 0;
374
375         rcu_read_lock();
376         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
377         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
378                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
379         if (memcg)
380                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
381         rcu_read_unlock();
382         return ino;
383 }
384
385 static struct mem_cgroup_per_zone *
386 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
387 {
388         int nid = page_to_nid(page);
389         int zid = page_zonenum(page);
390
391         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
392 }
393
394 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
395 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
396 {
397         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
398 }
399
400 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
401 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
402 {
403         int nid = page_to_nid(page);
404         int zid = page_zonenum(page);
405
406         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
407 }
408
409 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
410                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
411                                          unsigned long new_usage_in_excess)
412 {
413         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
414         struct rb_node *parent = NULL;
415         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
416
417         if (mz->on_tree)
418                 return;
419
420         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
421         if (!mz->usage_in_excess)
422                 return;
423         while (*p) {
424                 parent = *p;
425                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
426                                         tree_node);
427                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
428                         p = &(*p)->rb_left;
429                 /*
430                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
431                  * limit by the same amount
432                  */
433                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
434                         p = &(*p)->rb_right;
435         }
436         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
437         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
438         mz->on_tree = true;
439 }
440
441 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
442                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
443 {
444         if (!mz->on_tree)
445                 return;
446         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
447         mz->on_tree = false;
448 }
449
450 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
451                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
452 {
453         unsigned long flags;
454
455         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
456         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
457         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
458 }
459
460 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
461 {
462         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
463         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
464         unsigned long excess = 0;
465
466         if (nr_pages > soft_limit)
467                 excess = nr_pages - soft_limit;
468
469         return excess;
470 }
471
472 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
473 {
474         unsigned long excess;
475         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
476         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
477
478         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
479         /*
480          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
481          * because their event counter is not touched.
482          */
483         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
484                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
485                 excess = soft_limit_excess(memcg);
486                 /*
487                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
488                  * mem is over its softlimit.
489                  */
490                 if (excess || mz->on_tree) {
491                         unsigned long flags;
492
493                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
494                         /* if on-tree, remove it */
495                         if (mz->on_tree)
496                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
497                         /*
498                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
499                          * If excess is 0, no tree ops.
500                          */
501                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
502                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
503                 }
504         }
505 }
506
507 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
508 {
509         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
510         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
511         int nid, zid;
512
513         for_each_node(nid) {
514                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
515                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
516                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
517                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
518                 }
519         }
520 }
521
522 static struct mem_cgroup_per_zone *
523 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
524 {
525         struct rb_node *rightmost = NULL;
526         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
527
528 retry:
529         mz = NULL;
530         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
531         if (!rightmost)
532                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
533
534         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
535         /*
536          * Remove the node now but someone else can add it back,
537          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
538          * position in the tree.
539          */
540         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
541         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
542             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
543                 goto retry;
544 done:
545         return mz;
546 }
547
548 static struct mem_cgroup_per_zone *
549 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
550 {
551         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
552
553         spin_lock_irq(&mctz->lock);
554         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
555         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
556         return mz;
557 }
558
559 /*
560  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
561  *
562  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
563  *
564  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
565  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
566  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
567  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
568  *
569  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
570  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
571  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
572  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
573  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
574  *
575  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
576  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
577  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
578  * implemented.
579  */
580 static unsigned long
581 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
582 {
583         long val = 0;
584         int cpu;
585
586         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
587         for_each_possible_cpu(cpu)
588                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
589         /*
590          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
591          * transient negative values.
592          */
593         if (val < 0)
594                 val = 0;
595         return val;
596 }
597
598 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
599                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
600 {
601         unsigned long val = 0;
602         int cpu;
603
604         for_each_possible_cpu(cpu)
605                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
606         return val;
607 }
608
609 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
610                                          struct page *page,
611                                          bool compound, int nr_pages)
612 {
613         /*
614          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
615          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
616          */
617         if (PageAnon(page))
618                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
619                                 nr_pages);
620         else
621                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
622                                 nr_pages);
623
624         if (compound) {
625                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
626                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
627                                 nr_pages);
628         }
629
630         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
631         if (nr_pages > 0)
632                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
633         else {
634                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
635                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
636         }
637
638         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
639 }
640
641 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
642                                                   int nid,
643                                                   unsigned int lru_mask)
644 {
645         unsigned long nr = 0;
646         int zid;
647
648         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
649
650         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
651                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
652                 enum lru_list lru;
653
654                 for_each_lru(lru) {
655                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
656                                 continue;
657                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
658                         nr += mz->lru_size[lru];
659                 }
660         }
661         return nr;
662 }
663
664 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
665                         unsigned int lru_mask)
666 {
667         unsigned long nr = 0;
668         int nid;
669
670         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
671                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
672         return nr;
673 }
674
675 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
676                                        enum mem_cgroup_events_target target)
677 {
678         unsigned long val, next;
679
680         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
681         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
682         /* from time_after() in jiffies.h */
683         if ((long)next - (long)val < 0) {
684                 switch (target) {
685                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
686                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
687                         break;
688                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
689                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
690                         break;
691                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
692                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
693                         break;
694                 default:
695                         break;
696                 }
697                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
698                 return true;
699         }
700         return false;
701 }
702
703 /*
704  * Check events in order.
705  *
706  */
707 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
708 {
709         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
710         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
711                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
712                 bool do_softlimit;
713                 bool do_numainfo __maybe_unused;
714
715                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
716                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
717 #if MAX_NUMNODES > 1
718                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
719                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
720 #endif
721                 mem_cgroup_threshold(memcg);
722                 if (unlikely(do_softlimit))
723                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
724 #if MAX_NUMNODES > 1
725                 if (unlikely(do_numainfo))
726                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
727 #endif
728         }
729 }
730
731 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
732 {
733         /*
734          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
735          * if it races with swapoff, page migration, etc.
736          * So this can be called with p == NULL.
737          */
738         if (unlikely(!p))
739                 return NULL;
740
741         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
742 }
743 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
744
745 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
746 {
747         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
748
749         rcu_read_lock();
750         do {
751                 /*
752                  * Page cache insertions can happen withou an
753                  * actual mm context, e.g. during disk probing
754                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
755                  */
756                 if (unlikely(!mm))
757                         memcg = root_mem_cgroup;
758                 else {
759                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
760                         if (unlikely(!memcg))
761                                 memcg = root_mem_cgroup;
762                 }
763         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
764         rcu_read_unlock();
765         return memcg;
766 }
767
768 /**
769  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
770  * @root: hierarchy root
771  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
772  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
773  *
774  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
775  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
776  *
777  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
778  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
779  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
780  *
781  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
782  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
783  * reclaimers operating on the same zone and priority.
784  */
785 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
786                                    struct mem_cgroup *prev,
787                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
788 {
789         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
790         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
791         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
792         struct mem_cgroup *pos = NULL;
793
794         if (mem_cgroup_disabled())
795                 return NULL;
796
797         if (!root)
798                 root = root_mem_cgroup;
799
800         if (prev && !reclaim)
801                 pos = prev;
802
803         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
804                 if (prev)
805                         goto out;
806                 return root;
807         }
808
809         rcu_read_lock();
810
811         if (reclaim) {
812                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
813
814                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
815                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
816
817                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
818                         goto out_unlock;
819
820                 while (1) {
821                         pos = READ_ONCE(iter->position);
822                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
823                                 break;
824                         /*
825                          * css reference reached zero, so iter->position will
826                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
827                          * rely on this happening soon, because ->css_released
828                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
829                          * might block it. So we clear iter->position right
830                          * away.
831                          */
832                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
833                 }
834         }
835
836         if (pos)
837                 css = &pos->css;
838
839         for (;;) {
840                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
841                 if (!css) {
842                         /*
843                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
844                          * new one might jump in right at the end of
845                          * the hierarchy - make sure they see at least
846                          * one group and restart from the beginning.
847                          */
848                         if (!prev)
849                                 continue;
850                         break;
851                 }
852
853                 /*
854                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
855                  * is provided by the caller, so we know it's alive
856                  * and kicking, and don't take an extra reference.
857                  */
858                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
859
860                 if (css == &root->css)
861                         break;
862
863                 if (css_tryget(css))
864                         break;
865
866                 memcg = NULL;
867         }
868
869         if (reclaim) {
870                 /*
871                  * The position could have already been updated by a competing
872                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
873                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
874                  */
875                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
876
877                 if (pos)
878                         css_put(&pos->css);
879
880                 if (!memcg)
881                         iter->generation++;
882                 else if (!prev)
883                         reclaim->generation = iter->generation;
884         }
885
886 out_unlock:
887         rcu_read_unlock();
888 out:
889         if (prev && prev != root)
890                 css_put(&prev->css);
891
892         return memcg;
893 }
894
895 /**
896  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
897  * @root: hierarchy root
898  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
899  */
900 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
901                            struct mem_cgroup *prev)
902 {
903         if (!root)
904                 root = root_mem_cgroup;
905         if (prev && prev != root)
906                 css_put(&prev->css);
907 }
908
909 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
910 {
911         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
912         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
913         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
914         int nid, zid;
915         int i;
916
917         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
918                 for_each_node(nid) {
919                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
920                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
921                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
922                                         iter = &mz->iter[i];
923                                         cmpxchg(&iter->position,
924                                                 dead_memcg, NULL);
925                                 }
926                         }
927                 }
928         }
929 }
930
931 /*
932  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
933  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
934  * be used for reference counting.
935  */
936 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
937         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
938              iter != NULL;                              \
939              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
940
941 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
942         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
943              iter != NULL;                              \
944              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
945
946 /**
947  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
948  * @zone: zone of the wanted lruvec
949  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
950  *
951  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
952  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
953  * is disabled.
954  */
955 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
956                                       struct mem_cgroup *memcg)
957 {
958         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959         struct lruvec *lruvec;
960
961         if (mem_cgroup_disabled()) {
962                 lruvec = &zone->lruvec;
963                 goto out;
964         }
965
966         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
967         lruvec = &mz->lruvec;
968 out:
969         /*
970          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
971          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
972          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
973          */
974         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
975                 lruvec->zone = zone;
976         return lruvec;
977 }
978
979 /**
980  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
981  * @page: the page
982  * @zone: zone of the page
983  *
984  * This function is only safe when following the LRU page isolation
985  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
986  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
987  */
988 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
989 {
990         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
991         struct mem_cgroup *memcg;
992         struct lruvec *lruvec;
993
994         if (mem_cgroup_disabled()) {
995                 lruvec = &zone->lruvec;
996                 goto out;
997         }
998
999         memcg = page->mem_cgroup;
1000         /*
1001          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1002          * possibly migrated - before they are charged.
1003          */
1004         if (!memcg)
1005                 memcg = root_mem_cgroup;
1006
1007         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1008         lruvec = &mz->lruvec;
1009 out:
1010         /*
1011          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1012          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1013          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1014          */
1015         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1016                 lruvec->zone = zone;
1017         return lruvec;
1018 }
1019
1020 /**
1021  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1022  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1023  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1024  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1025  *
1026  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1027  * lru list.
1028  */
1029 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1030                                 int nr_pages)
1031 {
1032         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1033         unsigned long *lru_size;
1034
1035         if (mem_cgroup_disabled())
1036                 return;
1037
1038         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1039         lru_size = mz->lru_size + lru;
1040         *lru_size += nr_pages;
1041         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1042 }
1043
1044 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1045 {
1046         struct mem_cgroup *task_memcg;
1047         struct task_struct *p;
1048         bool ret;
1049
1050         p = find_lock_task_mm(task);
1051         if (p) {
1052                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1053                 task_unlock(p);
1054         } else {
1055                 /*
1056                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1057                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1058                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1059                  */
1060                 rcu_read_lock();
1061                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1062                 css_get(&task_memcg->css);
1063                 rcu_read_unlock();
1064         }
1065         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1066         css_put(&task_memcg->css);
1067         return ret;
1068 }
1069
1070 /**
1071  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1072  * @memcg: the memory cgroup
1073  *
1074  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1075  * pages.
1076  */
1077 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1078 {
1079         unsigned long margin = 0;
1080         unsigned long count;
1081         unsigned long limit;
1082
1083         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1084         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1085         if (count < limit)
1086                 margin = limit - count;
1087
1088         if (do_memsw_account()) {
1089                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1090                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1091                 if (count <= limit)
1092                         margin = min(margin, limit - count);
1093         }
1094
1095         return margin;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1100  *
1101  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1102  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1103  * caused by "move".
1104  */
1105 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1106 {
1107         struct mem_cgroup *from;
1108         struct mem_cgroup *to;
1109         bool ret = false;
1110         /*
1111          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1112          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1113          */
1114         spin_lock(&mc.lock);
1115         from = mc.from;
1116         to = mc.to;
1117         if (!from)
1118                 goto unlock;
1119
1120         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1121                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1122 unlock:
1123         spin_unlock(&mc.lock);
1124         return ret;
1125 }
1126
1127 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1128 {
1129         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1130                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1131                         DEFINE_WAIT(wait);
1132                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1133                         /* moving charge context might have finished. */
1134                         if (mc.moving_task)
1135                                 schedule();
1136                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1137                         return true;
1138                 }
1139         }
1140         return false;
1141 }
1142
1143 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1144 /**
1145  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1146  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1147  * @p: Task that is going to be killed
1148  *
1149  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1150  * enabled
1151  */
1152 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1153 {
1154         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1155         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1156         struct mem_cgroup *iter;
1157         unsigned int i;
1158
1159         mutex_lock(&oom_info_lock);
1160         rcu_read_lock();
1161
1162         if (p) {
1163                 pr_info("Task in ");
1164                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1165                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1166         } else {
1167                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1168         }
1169
1170         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1171         pr_cont("\n");
1172
1173         rcu_read_unlock();
1174
1175         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1176                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1177                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1178         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1179                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1180                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1181         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1182                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1183                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1184
1185         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1186                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1187                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1188                 pr_cont(":");
1189
1190                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1191                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1192                                 continue;
1193                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1194                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1195                 }
1196
1197                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1198                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1199                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1200
1201                 pr_cont("\n");
1202         }
1203         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1204 }
1205
1206 /*
1207  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1208  * 1(self count) if no children.
1209  */
1210 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1211 {
1212         int num = 0;
1213         struct mem_cgroup *iter;
1214
1215         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1216                 num++;
1217         return num;
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1222  */
1223 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1224 {
1225         unsigned long limit;
1226
1227         limit = memcg->memory.limit;
1228         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1229                 unsigned long memsw_limit;
1230                 unsigned long swap_limit;
1231
1232                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1233                 swap_limit = memcg->swap.limit;
1234                 swap_limit = min(swap_limit, (unsigned long)total_swap_pages);
1235                 limit = min(limit + swap_limit, memsw_limit);
1236         }
1237         return limit;
1238 }
1239
1240 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1241                                      int order)
1242 {
1243         struct oom_control oc = {
1244                 .zonelist = NULL,
1245                 .nodemask = NULL,
1246                 .gfp_mask = gfp_mask,
1247                 .order = order,
1248         };
1249         struct mem_cgroup *iter;
1250         unsigned long chosen_points = 0;
1251         unsigned long totalpages;
1252         unsigned int points = 0;
1253         struct task_struct *chosen = NULL;
1254
1255         mutex_lock(&oom_lock);
1256
1257         /*
1258          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1259          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1260          * quickly exit and free its memory.
1261          */
1262         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1263                 mark_oom_victim(current);
1264                 goto unlock;
1265         }
1266
1267         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1268         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1269         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1270                 struct css_task_iter it;
1271                 struct task_struct *task;
1272
1273                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1274                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1275                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1276                         case OOM_SCAN_SELECT:
1277                                 if (chosen)
1278                                         put_task_struct(chosen);
1279                                 chosen = task;
1280                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1281                                 get_task_struct(chosen);
1282                                 /* fall through */
1283                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1284                                 continue;
1285                         case OOM_SCAN_ABORT:
1286                                 css_task_iter_end(&it);
1287                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1288                                 if (chosen)
1289                                         put_task_struct(chosen);
1290                                 goto unlock;
1291                         case OOM_SCAN_OK:
1292                                 break;
1293                         };
1294                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1295                         if (!points || points < chosen_points)
1296                                 continue;
1297                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1298                         if (points == chosen_points &&
1299                             thread_group_leader(chosen))
1300                                 continue;
1301
1302                         if (chosen)
1303                                 put_task_struct(chosen);
1304                         chosen = task;
1305                         chosen_points = points;
1306                         get_task_struct(chosen);
1307                 }
1308                 css_task_iter_end(&it);
1309         }
1310
1311         if (chosen) {
1312                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1313                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1314                                  "Memory cgroup out of memory");
1315         }
1316 unlock:
1317         mutex_unlock(&oom_lock);
1318 }
1319
1320 #if MAX_NUMNODES > 1
1321
1322 /**
1323  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1324  * @memcg: the target memcg
1325  * @nid: the node ID to be checked.
1326  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1327  *
1328  * This function returns whether the specified memcg contains any
1329  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1330  * pages in the node.
1331  */
1332 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1333                 int nid, bool noswap)
1334 {
1335         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1336                 return true;
1337         if (noswap || !total_swap_pages)
1338                 return false;
1339         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1340                 return true;
1341         return false;
1342
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1347  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1348  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1349  *
1350  */
1351 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1352 {
1353         int nid;
1354         /*
1355          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1356          * pagein/pageout changes since the last update.
1357          */
1358         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1359                 return;
1360         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1361                 return;
1362
1363         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1364         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1365
1366         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1367
1368                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1369                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1370         }
1371
1372         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1373         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1378  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1379  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1380  *
1381  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1382  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1383  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1384  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1385  *
1386  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1387  */
1388 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1389 {
1390         int node;
1391
1392         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1393         node = memcg->last_scanned_node;
1394
1395         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1396         if (node == MAX_NUMNODES)
1397                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1398         /*
1399          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1400          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1401          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1402          * we use curret node.
1403          */
1404         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1405                 node = numa_node_id();
1406
1407         memcg->last_scanned_node = node;
1408         return node;
1409 }
1410 #else
1411 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1412 {
1413         return 0;
1414 }
1415 #endif
1416
1417 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1418                                    struct zone *zone,
1419                                    gfp_t gfp_mask,
1420                                    unsigned long *total_scanned)
1421 {
1422         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1423         int total = 0;
1424         int loop = 0;
1425         unsigned long excess;
1426         unsigned long nr_scanned;
1427         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1428                 .zone = zone,
1429                 .priority = 0,
1430         };
1431
1432         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1433
1434         while (1) {
1435                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1436                 if (!victim) {
1437                         loop++;
1438                         if (loop >= 2) {
1439                                 /*
1440                                  * If we have not been able to reclaim
1441                                  * anything, it might because there are
1442                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1443                                  */
1444                                 if (!total)
1445                                         break;
1446                                 /*
1447                                  * We want to do more targeted reclaim.
1448                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1449                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1450                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1451                                  */
1452                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1453                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1454                                         break;
1455                         }
1456                         continue;
1457                 }
1458                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1459                                                      zone, &nr_scanned);
1460                 *total_scanned += nr_scanned;
1461                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1462                         break;
1463         }
1464         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1465         return total;
1466 }
1467
1468 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1469 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1470         .name = "memcg_oom_lock",
1471 };
1472 #endif
1473
1474 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1475
1476 /*
1477  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1478  * If someone is running, return false.
1479  */
1480 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1481 {
1482         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1483
1484         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1485
1486         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1487                 if (iter->oom_lock) {
1488                         /*
1489                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1490                          * so we cannot give a lock.
1491                          */
1492                         failed = iter;
1493                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1494                         break;
1495                 } else
1496                         iter->oom_lock = true;
1497         }
1498
1499         if (failed) {
1500                 /*
1501                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1502                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1503                  */
1504                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1505                         if (iter == failed) {
1506                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1507                                 break;
1508                         }
1509                         iter->oom_lock = false;
1510                 }
1511         } else
1512                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1513
1514         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1515
1516         return !failed;
1517 }
1518
1519 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1520 {
1521         struct mem_cgroup *iter;
1522
1523         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1524         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1525         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1526                 iter->oom_lock = false;
1527         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1528 }
1529
1530 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1531 {
1532         struct mem_cgroup *iter;
1533
1534         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1535         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1536                 iter->under_oom++;
1537         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1538 }
1539
1540 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1541 {
1542         struct mem_cgroup *iter;
1543
1544         /*
1545          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1546          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1547          */
1548         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1549         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1550                 if (iter->under_oom > 0)
1551                         iter->under_oom--;
1552         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1553 }
1554
1555 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1556
1557 struct oom_wait_info {
1558         struct mem_cgroup *memcg;
1559         wait_queue_t    wait;
1560 };
1561
1562 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1563         unsigned mode, int sync, void *arg)
1564 {
1565         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1566         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1567         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1568
1569         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1570         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1571
1572         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1573             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1574                 return 0;
1575         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1576 }
1577
1578 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1579 {
1580         /*
1581          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1582          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1583          * this function is called as a result of userland actions
1584          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1585          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1586          * triggering notification.
1587          */
1588         if (memcg && memcg->under_oom)
1589                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1590 }
1591
1592 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1593 {
1594         if (!current->memcg_may_oom)
1595                 return;
1596         /*
1597          * We are in the middle of the charge context here, so we
1598          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1599          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1600          *
1601          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1602          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1603          * invocation might not even be necessary.
1604          *
1605          * That's why we don't do anything here except remember the
1606          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1607          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1608          * and when we know whether the fault was overall successful.
1609          */
1610         css_get(&memcg->css);
1611         current->memcg_in_oom = memcg;
1612         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1613         current->memcg_oom_order = order;
1614 }
1615
1616 /**
1617  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1618  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1619  *
1620  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1621  * handler was enabled.
1622  *
1623  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1624  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1625  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1626  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1627  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1628  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1629  *
1630  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1631  * completed, %false otherwise.
1632  */
1633 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1634 {
1635         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1636         struct oom_wait_info owait;
1637         bool locked;
1638
1639         /* OOM is global, do not handle */
1640         if (!memcg)
1641                 return false;
1642
1643         if (!handle || oom_killer_disabled)
1644                 goto cleanup;
1645
1646         owait.memcg = memcg;
1647         owait.wait.flags = 0;
1648         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1649         owait.wait.private = current;
1650         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1651
1652         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1653         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1654
1655         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1656
1657         if (locked)
1658                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1659
1660         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1661                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1662                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1663                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1664                                          current->memcg_oom_order);
1665         } else {
1666                 schedule();
1667                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1668                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1669         }
1670
1671         if (locked) {
1672                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1673                 /*
1674                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1675                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1676                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1677                  */
1678                 memcg_oom_recover(memcg);
1679         }
1680 cleanup:
1681         current->memcg_in_oom = NULL;
1682         css_put(&memcg->css);
1683         return true;
1684 }
1685
1686 /**
1687  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1688  * @page: the page
1689  *
1690  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1691  * another cgroup and stabilizes their page->mem_cgroup binding.
1692  */
1693 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1694 {
1695         struct mem_cgroup *memcg;
1696         unsigned long flags;
1697
1698         /*
1699          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1700          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1701          * because page moving starts with an RCU grace period.
1702          *
1703          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1704          * the page state that is going to change is the only thing
1705          * preventing the page from being uncharged.
1706          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1707          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1708          * account transaction might be complete.
1709          */
1710         rcu_read_lock();
1711
1712         if (mem_cgroup_disabled())
1713                 return NULL;
1714 again:
1715         memcg = page->mem_cgroup;
1716         if (unlikely(!memcg))
1717                 return NULL;
1718
1719         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1720                 return memcg;
1721
1722         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1723         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1724                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1725                 goto again;
1726         }
1727
1728         /*
1729          * When charge migration first begins, we can have locked and
1730          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1731          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1732          */
1733         memcg->move_lock_task = current;
1734         memcg->move_lock_flags = flags;
1735
1736         return memcg;
1737 }
1738 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
1739
1740 /**
1741  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
1742  * @memcg: the memcg returned by lock_page_memcg()
1743  */
1744 void unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
1745 {
1746         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1747                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1748
1749                 memcg->move_lock_task = NULL;
1750                 memcg->move_lock_flags = 0;
1751
1752                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1753         }
1754
1755         rcu_read_unlock();
1756 }
1757 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
1758
1759 /*
1760  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1761  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1762  */
1763 #define CHARGE_BATCH    32U
1764 struct memcg_stock_pcp {
1765         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1766         unsigned int nr_pages;
1767         struct work_struct work;
1768         unsigned long flags;
1769 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1770 };
1771 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1772 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1773
1774 /**
1775  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1776  * @memcg: memcg to consume from.
1777  * @nr_pages: how many pages to charge.
1778  *
1779  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1780  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1781  * service an allocation will refill the stock.
1782  *
1783  * returns true if successful, false otherwise.
1784  */
1785 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1786 {
1787         struct memcg_stock_pcp *stock;
1788         bool ret = false;
1789
1790         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1791                 return ret;
1792
1793         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1794         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1795                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1796                 ret = true;
1797         }
1798         put_cpu_var(memcg_stock);
1799         return ret;
1800 }
1801
1802 /*
1803  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1804  */
1805 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1806 {
1807         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1808
1809         if (stock->nr_pages) {
1810                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1811                 if (do_memsw_account())
1812                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1813                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1814                 stock->nr_pages = 0;
1815         }
1816         stock->cached = NULL;
1817 }
1818
1819 /*
1820  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1821  * a thread which is pinned to local cpu.
1822  */
1823 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1824 {
1825         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1826         drain_stock(stock);
1827         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1832  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1833  */
1834 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1835 {
1836         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1837
1838         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1839                 drain_stock(stock);
1840                 stock->cached = memcg;
1841         }
1842         stock->nr_pages += nr_pages;
1843         put_cpu_var(memcg_stock);
1844 }
1845
1846 /*
1847  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1848  * of the hierarchy under it.
1849  */
1850 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1851 {
1852         int cpu, curcpu;
1853
1854         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1855         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1856                 return;
1857         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1858         get_online_cpus();
1859         curcpu = get_cpu();
1860         for_each_online_cpu(cpu) {
1861                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1862                 struct mem_cgroup *memcg;
1863
1864                 memcg = stock->cached;
1865                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1866                         continue;
1867                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1868                         continue;
1869                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1870                         if (cpu == curcpu)
1871                                 drain_local_stock(&stock->work);
1872                         else
1873                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1874                 }
1875         }
1876         put_cpu();
1877         put_online_cpus();
1878         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1879 }
1880
1881 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1882                                         unsigned long action,
1883                                         void *hcpu)
1884 {
1885         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1886         struct memcg_stock_pcp *stock;
1887
1888         if (action == CPU_ONLINE)
1889                 return NOTIFY_OK;
1890
1891         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1892                 return NOTIFY_OK;
1893
1894         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1895         drain_stock(stock);
1896         return NOTIFY_OK;
1897 }
1898
1899 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
1900                          unsigned int nr_pages,
1901                          gfp_t gfp_mask)
1902 {
1903         do {
1904                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
1905                         continue;
1906                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
1907                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
1908         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1909 }
1910
1911 static void high_work_func(struct work_struct *work)
1912 {
1913         struct mem_cgroup *memcg;
1914
1915         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
1916         reclaim_high(memcg, CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1921  * and reclaims memory over the high limit.
1922  */
1923 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1924 {
1925         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1926         struct mem_cgroup *memcg;
1927
1928         if (likely(!nr_pages))
1929                 return;
1930
1931         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1932         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
1933         css_put(&memcg->css);
1934         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1935 }
1936
1937 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1938                       unsigned int nr_pages)
1939 {
1940         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1941         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1942         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1943         struct page_counter *counter;
1944         unsigned long nr_reclaimed;
1945         bool may_swap = true;
1946         bool drained = false;
1947
1948         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1949                 return 0;
1950 retry:
1951         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1952                 return 0;
1953
1954         if (!do_memsw_account() ||
1955             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1956                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1957                         goto done_restock;
1958                 if (do_memsw_account())
1959                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1960                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1961         } else {
1962                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
1963                 may_swap = false;
1964         }
1965
1966         if (batch > nr_pages) {
1967                 batch = nr_pages;
1968                 goto retry;
1969         }
1970
1971         /*
1972          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
1973          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
1974          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
1975          * free their memory.
1976          */
1977         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1978                      fatal_signal_pending(current) ||
1979                      current->flags & PF_EXITING))
1980                 goto force;
1981
1982         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
1983                 goto nomem;
1984
1985         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
1986                 goto nomem;
1987
1988         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
1989
1990         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
1991                                                     gfp_mask, may_swap);
1992
1993         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
1994                 goto retry;
1995
1996         if (!drained) {
1997                 drain_all_stock(mem_over_limit);
1998                 drained = true;
1999                 goto retry;
2000         }
2001
2002         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2003                 goto nomem;
2004         /*
2005          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2006          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2007          * before killing the task.
2008          *
2009          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2010          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2011          * to regular pages anyway in case of failure.
2012          */
2013         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2014                 goto retry;
2015         /*
2016          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2017          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2018          */
2019         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2020                 goto retry;
2021
2022         if (nr_retries--)
2023                 goto retry;
2024
2025         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2026                 goto force;
2027
2028         if (fatal_signal_pending(current))
2029                 goto force;
2030
2031         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2032
2033         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2034                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2035 nomem:
2036         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2037                 return -ENOMEM;
2038 force:
2039         /*
2040          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2041          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2042          * temporarily by force charging it.
2043          */
2044         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2045         if (do_memsw_account())
2046                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2047         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2048
2049         return 0;
2050
2051 done_restock:
2052         css_get_many(&memcg->css, batch);
2053         if (batch > nr_pages)
2054                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2055
2056         /*
2057          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2058          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2059          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2060          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2061          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2062          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2063          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2064          */
2065         do {
2066                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2067                         /* Don't bother a random interrupted task */
2068                         if (in_interrupt()) {
2069                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2070                                 break;
2071                         }
2072                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2073                         set_notify_resume(current);
2074                         break;
2075                 }
2076         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2077
2078         return 0;
2079 }
2080
2081 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2082 {
2083         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2084                 return;
2085
2086         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2087         if (do_memsw_account())
2088                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2089
2090         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2091 }
2092
2093 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2094 {
2095         struct zone *zone = page_zone(page);
2096
2097         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2098         if (PageLRU(page)) {
2099                 struct lruvec *lruvec;
2100
2101                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2102                 ClearPageLRU(page);
2103                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2104                 *isolated = 1;
2105         } else
2106                 *isolated = 0;
2107 }
2108
2109 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2110 {
2111         struct zone *zone = page_zone(page);
2112
2113         if (isolated) {
2114                 struct lruvec *lruvec;
2115
2116                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2117                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2118                 SetPageLRU(page);
2119                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2120         }
2121         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2122 }
2123
2124 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2125                           bool lrucare)
2126 {
2127         int isolated;
2128
2129         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2130
2131         /*
2132          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2133          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2134          */
2135         if (lrucare)
2136                 lock_page_lru(page, &isolated);
2137
2138         /*
2139          * Nobody should be changing or seriously looking at
2140          * page->mem_cgroup at this point:
2141          *
2142          * - the page is uncharged
2143          *
2144          * - the page is off-LRU
2145          *
2146          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2147          *   a locked page table
2148          *
2149          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2150          *   have the page locked
2151          */
2152         page->mem_cgroup = memcg;
2153
2154         if (lrucare)
2155                 unlock_page_lru(page, isolated);
2156 }
2157
2158 #ifndef CONFIG_SLOB
2159 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2160 {
2161         int id, size;
2162         int err;
2163
2164         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2165                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2166         if (id < 0)
2167                 return id;
2168
2169         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2170                 return id;
2171
2172         /*
2173          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2174          * so we have to grow them.
2175          */
2176         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2177
2178         size = 2 * (id + 1);
2179         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2180                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2181         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2182                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2183
2184         err = memcg_update_all_caches(size);
2185         if (!err)
2186                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2187         if (!err)
2188                 memcg_nr_cache_ids = size;
2189
2190         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2191
2192         if (err) {
2193                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2194                 return err;
2195         }
2196         return id;
2197 }
2198
2199 static void memcg_free_cache_id(int id)
2200 {
2201         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2202 }
2203
2204 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2205         struct mem_cgroup *memcg;
2206         struct kmem_cache *cachep;
2207         struct work_struct work;
2208 };
2209
2210 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2211 {
2212         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2213                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2214         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2215         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2216
2217         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2218
2219         css_put(&memcg->css);
2220         kfree(cw);
2221 }
2222
2223 /*
2224  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2225  */
2226 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2227                                                struct kmem_cache *cachep)
2228 {
2229         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2230
2231         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2232         if (!cw)
2233                 return;
2234
2235         css_get(&memcg->css);
2236
2237         cw->memcg = memcg;
2238         cw->cachep = cachep;
2239         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2240
2241         schedule_work(&cw->work);
2242 }
2243
2244 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2245                                              struct kmem_cache *cachep)
2246 {
2247         /*
2248          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2249          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2250          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2251          *
2252          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2253          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2254          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2255          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2256          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2257          */
2258         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2259         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2260         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2265  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2266  *
2267  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2268  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2269  * in a workqueue.
2270  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2271  * the original cache.
2272  *
2273  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2274  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2275  */
2276 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2277 {
2278         struct mem_cgroup *memcg;
2279         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2280         int kmemcg_id;
2281
2282         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2283
2284         if (cachep->flags & SLAB_ACCOUNT)
2285                 gfp |= __GFP_ACCOUNT;
2286
2287         if (!(gfp & __GFP_ACCOUNT))
2288                 return cachep;
2289
2290         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2291                 return cachep;
2292
2293         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2294         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2295         if (kmemcg_id < 0)
2296                 goto out;
2297
2298         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2299         if (likely(memcg_cachep))
2300                 return memcg_cachep;
2301
2302         /*
2303          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2304          * context), we could be be predictable and return right away.
2305          * This would guarantee that the allocation being performed
2306          * already belongs in the new cache.
2307          *
2308          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2309          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2310          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2311          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2312          * defer everything.
2313          */
2314         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2315 out:
2316         css_put(&memcg->css);
2317         return cachep;
2318 }
2319
2320 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2321 {
2322         if (!is_root_cache(cachep))
2323                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2324 }
2325
2326 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2327                               struct mem_cgroup *memcg)
2328 {
2329         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2330         struct page_counter *counter;
2331         int ret;
2332
2333         if (!memcg_kmem_online(memcg))
2334                 return 0;
2335
2336         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2337         if (ret)
2338                 return ret;
2339
2340         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2341             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2342                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2343                 return -ENOMEM;
2344         }
2345
2346         page->mem_cgroup = memcg;
2347
2348         return 0;
2349 }
2350
2351 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2352 {
2353         struct mem_cgroup *memcg;
2354         int ret;
2355
2356         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2357         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2358         css_put(&memcg->css);
2359         return ret;
2360 }
2361
2362 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2363 {
2364         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2365         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2366
2367         if (!memcg)
2368                 return;
2369
2370         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2371
2372         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2373                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2374
2375         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2376         if (do_memsw_account())
2377                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2378
2379         page->mem_cgroup = NULL;
2380         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2381 }
2382 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2383
2384 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2385
2386 /*
2387  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2388  * zone->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2389  */
2390 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2391 {
2392         int i;
2393
2394         if (mem_cgroup_disabled())
2395                 return;
2396
2397         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2398                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2399
2400         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2401                        HPAGE_PMD_NR);
2402 }
2403 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2404
2405 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2406 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2407                                          bool charge)
2408 {
2409         int val = (charge) ? 1 : -1;
2410         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2411 }
2412
2413 /**
2414  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2415  * @entry: swap entry to be moved
2416  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2417  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2418  *
2419  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2420  * as the mem_cgroup's id of @from.
2421  *
2422  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2423  *
2424  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2425  * both res and memsw, and called css_get().
2426  */
2427 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2428                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2429 {
2430         unsigned short old_id, new_id;
2431
2432         old_id = mem_cgroup_id(from);
2433         new_id = mem_cgroup_id(to);
2434
2435         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2436                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2437                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2438                 return 0;
2439         }
2440         return -EINVAL;
2441 }
2442 #else
2443 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2444                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2445 {
2446         return -EINVAL;
2447 }
2448 #endif
2449
2450 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2451
2452 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2453                                    unsigned long limit)
2454 {
2455         unsigned long curusage;
2456         unsigned long oldusage;
2457         bool enlarge = false;
2458         int retry_count;
2459         int ret;
2460
2461         /*
2462          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2463          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2464          * of # of children which we should visit in this loop.
2465          */
2466         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2467                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2468
2469         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2470
2471         do {
2472                 if (signal_pending(current)) {
2473                         ret = -EINTR;
2474                         break;
2475                 }
2476
2477                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2478                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2479                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2480                         ret = -EINVAL;
2481                         break;
2482                 }
2483                 if (limit > memcg->memory.limit)
2484                         enlarge = true;
2485                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2486                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2487
2488                 if (!ret)
2489                         break;
2490
2491                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2492
2493                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2494                 /* Usage is reduced ? */
2495                 if (curusage >= oldusage)
2496                         retry_count--;
2497                 else
2498                         oldusage = curusage;
2499         } while (retry_count);
2500
2501         if (!ret && enlarge)
2502                 memcg_oom_recover(memcg);
2503
2504         return ret;
2505 }
2506
2507 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2508                                          unsigned long limit)
2509 {
2510         unsigned long curusage;
2511         unsigned long oldusage;
2512         bool enlarge = false;
2513         int retry_count;
2514         int ret;
2515
2516         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2517         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2518                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2519
2520         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2521
2522         do {
2523                 if (signal_pending(current)) {
2524                         ret = -EINTR;
2525                         break;
2526                 }
2527
2528                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2529                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2530                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2531                         ret = -EINVAL;
2532                         break;
2533                 }
2534                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2535                         enlarge = true;
2536                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2537                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2538
2539                 if (!ret)
2540                         break;
2541
2542                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2543
2544                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2545                 /* Usage is reduced ? */
2546                 if (curusage >= oldusage)
2547                         retry_count--;
2548                 else
2549                         oldusage = curusage;
2550         } while (retry_count);
2551
2552         if (!ret && enlarge)
2553                 memcg_oom_recover(memcg);
2554
2555         return ret;
2556 }
2557
2558 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2559                                             gfp_t gfp_mask,
2560                                             unsigned long *total_scanned)
2561 {
2562         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2563         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2564         unsigned long reclaimed;
2565         int loop = 0;
2566         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2567         unsigned long excess;
2568         unsigned long nr_scanned;
2569
2570         if (order > 0)
2571                 return 0;
2572
2573         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2574         /*
2575          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2576          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2577          * pressure
2578          */
2579         do {
2580                 if (next_mz)
2581                         mz = next_mz;
2582                 else
2583                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2584                 if (!mz)
2585                         break;
2586
2587                 nr_scanned = 0;
2588                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2589                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2590                 nr_reclaimed += reclaimed;
2591                 *total_scanned += nr_scanned;
2592                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2593                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2594
2595                 /*
2596                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2597                  * it is time to move on to the next cgroup
2598                  */
2599                 next_mz = NULL;
2600                 if (!reclaimed)
2601                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2602
2603                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2604                 /*
2605                  * One school of thought says that we should not add
2606                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2607                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2608                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2609                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2610                  * term TODO.
2611                  */
2612                 /* If excess == 0, no tree ops */
2613                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2614                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2615                 css_put(&mz->memcg->css);
2616                 loop++;
2617                 /*
2618                  * Could not reclaim anything and there are no more
2619                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2620                  * reclaiming anything.
2621                  */
2622                 if (!nr_reclaimed &&
2623                         (next_mz == NULL ||
2624                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2625                         break;
2626         } while (!nr_reclaimed);
2627         if (next_mz)
2628                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2629         return nr_reclaimed;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2634  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2635  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2636  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2637  */
2638 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2639 {
2640         bool ret;
2641
2642         rcu_read_lock();
2643         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2644         rcu_read_unlock();
2645         return ret;
2646 }
2647
2648 /*
2649  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2650  * the rest to the parent.
2651  *
2652  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2653  */
2654 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2655 {
2656         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2657
2658         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2659         lru_add_drain_all();
2660         /* try to free all pages in this cgroup */
2661         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2662                 int progress;
2663
2664                 if (signal_pending(current))
2665                         return -EINTR;
2666
2667                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2668                                                         GFP_KERNEL, true);
2669                 if (!progress) {
2670                         nr_retries--;
2671                         /* maybe some writeback is necessary */
2672                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2673                 }
2674
2675         }
2676
2677         return 0;
2678 }
2679
2680 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2681                                             char *buf, size_t nbytes,
2682                                             loff_t off)
2683 {
2684         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2685
2686         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2687                 return -EINVAL;
2688         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2689 }
2690
2691 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2692                                      struct cftype *cft)
2693 {
2694         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2695 }
2696
2697 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2698                                       struct cftype *cft, u64 val)
2699 {
2700         int retval = 0;
2701         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2702         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2703
2704         if (memcg->use_hierarchy == val)
2705                 return 0;
2706
2707         /*
2708          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2709          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2710          * occur, provided the current cgroup has no children.
2711          *
2712          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2713          * set if there are no children.
2714          */
2715         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2716                                 (val == 1 || val == 0)) {
2717                 if (!memcg_has_children(memcg))
2718                         memcg->use_hierarchy = val;
2719                 else
2720                         retval = -EBUSY;
2721         } else
2722                 retval = -EINVAL;
2723
2724         return retval;
2725 }
2726
2727 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2728                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2729 {
2730         struct mem_cgroup *iter;
2731         unsigned long val = 0;
2732
2733         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2734                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2735
2736         return val;
2737 }
2738
2739 static unsigned long tree_events(struct mem_cgroup *memcg,
2740                                  enum mem_cgroup_events_index idx)
2741 {
2742         struct mem_cgroup *iter;
2743         unsigned long val = 0;
2744
2745         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2746                 val += mem_cgroup_read_events(iter, idx);
2747
2748         return val;
2749 }
2750
2751 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2752 {
2753         unsigned long val;
2754
2755         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2756                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2757                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2758                 if (swap)
2759                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2760         } else {
2761                 if (!swap)
2762                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2763                 else
2764                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2765         }
2766         return val;
2767 }
2768
2769 enum {
2770         RES_USAGE,
2771         RES_LIMIT,
2772         RES_MAX_USAGE,
2773         RES_FAILCNT,
2774         RES_SOFT_LIMIT,
2775 };
2776
2777 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2778                                struct cftype *cft)
2779 {
2780         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2781         struct page_counter *counter;
2782
2783         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2784         case _MEM:
2785                 counter = &memcg->memory;
2786                 break;
2787         case _MEMSWAP:
2788                 counter = &memcg->memsw;
2789                 break;
2790         case _KMEM:
2791                 counter = &memcg->kmem;
2792                 break;
2793         case _TCP:
2794                 counter = &memcg->tcpmem;
2795                 break;
2796         default:
2797                 BUG();
2798         }
2799
2800         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2801         case RES_USAGE:
2802                 if (counter == &memcg->memory)
2803                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2804                 if (counter == &memcg->memsw)
2805                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2806                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2807         case RES_LIMIT:
2808                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2809         case RES_MAX_USAGE:
2810                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2811         case RES_FAILCNT:
2812                 return counter->failcnt;
2813         case RES_SOFT_LIMIT:
2814                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2815         default:
2816                 BUG();
2817         }
2818 }
2819
2820 #ifndef CONFIG_SLOB
2821 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2822 {
2823         int memcg_id;
2824
2825         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2826         BUG_ON(memcg->kmem_state);
2827
2828         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2829         if (memcg_id < 0)
2830                 return memcg_id;
2831
2832         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2833         /*
2834          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
2835          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2836          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2837          * patched.
2838          */
2839         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2840         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
2841
2842         return 0;
2843 }
2844
2845 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *parent,
2846                                 struct mem_cgroup *memcg)
2847 {
2848         int ret = 0;
2849
2850         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2851         /*
2852          * If the parent cgroup is not kmem-online now, it cannot be
2853          * onlined after this point, because it has at least one child
2854          * already.
2855          */
2856         if (memcg_kmem_online(parent) ||
2857             (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nokmem))
2858                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
2859         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2860         return ret;
2861 }
2862
2863 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2864 {
2865         struct cgroup_subsys_state *css;
2866         struct mem_cgroup *parent, *child;
2867         int kmemcg_id;
2868
2869         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
2870                 return;
2871         /*
2872          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
2873          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
2874          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
2875          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
2876          */
2877         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
2878
2879         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
2880
2881         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
2882         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
2883
2884         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2885         if (!parent)
2886                 parent = root_mem_cgroup;
2887
2888         /*
2889          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
2890          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
2891          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
2892          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
2893          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
2894          * memcg_drain_all_list_lrus().
2895          */
2896         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
2897                 child = mem_cgroup_from_css(css);
2898                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
2899                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
2900                 if (!memcg->use_hierarchy)
2901                         break;
2902         }
2903         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
2904
2905         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
2906 }
2907
2908 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2909 {
2910         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
2911         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
2912                 memcg_offline_kmem(memcg);
2913
2914         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
2915                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
2916                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
2917                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
2918         }
2919 }
2920 #else
2921 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *parent, struct mem_cgroup *memcg)
2922 {
2923         return 0;
2924 }
2925 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2926 {
2927         return 0;
2928 }
2929 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2930 {
2931 }
2932 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2933 {
2934 }
2935 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2936
2937 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2938                                    unsigned long limit)
2939 {
2940         int ret = 0;
2941
2942         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2943         /* Top-level cgroup doesn't propagate from root */
2944         if (!memcg_kmem_online(memcg)) {
2945                 if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2946                     (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2947                         ret = -EBUSY;
2948                 if (ret)
2949                         goto out;
2950                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
2951                 if (ret)
2952                         goto out;
2953         }
2954         ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2955 out:
2956         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2957         return ret;
2958 }
2959
2960 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
2961 {
2962         int ret;
2963
2964         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2965
2966         ret = page_counter_limit(&memcg->tcpmem, limit);
2967         if (ret)
2968                 goto out;
2969
2970         if (!memcg->tcpmem_active) {
2971                 /*
2972                  * The active flag needs to be written after the static_key
2973                  * update. This is what guarantees that the socket activation
2974                  * function is the last one to run. See sock_update_memcg() for
2975                  * details, and note that we don't mark any socket as belonging
2976                  * to this memcg until that flag is up.
2977                  *
2978                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
2979                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
2980                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
2981                  * yet, we'll lose accounting.
2982                  *
2983                  * We never race with the readers in sock_update_memcg(),
2984                  * because when this value change, the code to process it is not
2985                  * patched in yet.
2986                  */
2987                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
2988                 memcg->tcpmem_active = true;
2989         }
2990 out:
2991         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2992         return ret;
2993 }
2994
2995 /*
2996  * The user of this function is...
2997  * RES_LIMIT.
2998  */
2999 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3000                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3001 {
3002         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3003         unsigned long nr_pages;
3004         int ret;
3005
3006         buf = strstrip(buf);
3007         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3008         if (ret)
3009                 return ret;
3010
3011         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3012         case RES_LIMIT:
3013                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3014                         ret = -EINVAL;
3015                         break;
3016                 }
3017                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3018                 case _MEM:
3019                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3020                         break;
3021                 case _MEMSWAP:
3022                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3023                         break;
3024                 case _KMEM:
3025                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3026                         break;
3027                 case _TCP:
3028                         ret = memcg_update_tcp_limit(memcg, nr_pages);
3029                         break;
3030                 }
3031                 break;
3032         case RES_SOFT_LIMIT:
3033                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3034                 ret = 0;
3035                 break;
3036         }
3037         return ret ?: nbytes;
3038 }
3039
3040 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3041                                 size_t nbytes, loff_t off)
3042 {
3043         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3044         struct page_counter *counter;
3045
3046         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3047         case _MEM:
3048                 counter = &memcg->memory;
3049                 break;
3050         case _MEMSWAP:
3051                 counter = &memcg->memsw;
3052                 break;
3053         case _KMEM:
3054                 counter = &memcg->kmem;
3055                 break;
3056         case _TCP:
3057                 counter = &memcg->tcpmem;
3058                 break;
3059         default:
3060                 BUG();
3061         }
3062
3063         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3064         case RES_MAX_USAGE:
3065                 page_counter_reset_watermark(counter);
3066                 break;
3067         case RES_FAILCNT:
3068                 counter->failcnt = 0;
3069                 break;
3070         default:
3071                 BUG();
3072         }
3073
3074         return nbytes;
3075 }
3076
3077 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3078                                         struct cftype *cft)
3079 {
3080         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3081 }
3082
3083 #ifdef CONFIG_MMU
3084 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3085                                         struct cftype *cft, u64 val)
3086 {
3087         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3088
3089         if (val & ~MOVE_MASK)
3090                 return -EINVAL;
3091
3092         /*
3093          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3094          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3095          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3096          * affect task migrations starting after the change.
3097          */
3098         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3099         return 0;
3100 }
3101 #else
3102 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3103                                         struct cftype *cft, u64 val)
3104 {
3105         return -ENOSYS;
3106 }
3107 #endif
3108
3109 #ifdef CONFIG_NUMA
3110 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3111 {
3112         struct numa_stat {
3113                 const char *name;
3114                 unsigned int lru_mask;
3115         };
3116
3117         static const struct numa_stat stats[] = {
3118                 { "total", LRU_ALL },
3119                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3120                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3121                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3122         };
3123         const struct numa_stat *stat;
3124         int nid;
3125         unsigned long nr;
3126         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3127
3128         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3129                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3130                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3131                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3132                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3133                                                           stat->lru_mask);
3134                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3135                 }
3136                 seq_putc(m, '\n');
3137         }
3138
3139         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3140                 struct mem_cgroup *iter;
3141
3142                 nr = 0;
3143                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3144                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3145                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3146                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3147                         nr = 0;
3148                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3149                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3150                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3151                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3152                 }
3153                 seq_putc(m, '\n');
3154         }
3155
3156         return 0;
3157 }
3158 #endif /* CONFIG_NUMA */
3159
3160 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3161 {
3162         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3163         unsigned long memory, memsw;
3164         struct mem_cgroup *mi;
3165         unsigned int i;
3166
3167         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3168                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3169         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3170                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3171         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3172
3173         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3174                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3175                         continue;
3176                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3177                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3178         }
3179
3180         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3181                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3182                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3183
3184         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3185                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3186                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3187
3188         /* Hierarchical information */
3189         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3190         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3191                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3192                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3193         }
3194         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3195                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3196         if (do_memsw_account())
3197                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3198                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3199
3200         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3201                 unsigned long long val = 0;
3202
3203                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3204                         continue;
3205                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3206                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3207                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3208         }
3209
3210         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3211                 unsigned long long val = 0;
3212
3213                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3214                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3215                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3216                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3217         }
3218
3219         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3220                 unsigned long long val = 0;
3221
3222                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3223                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3224                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3225         }
3226
3227 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3228         {
3229                 int nid, zid;
3230                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3231                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3232                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3233                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3234
3235                 for_each_online_node(nid)
3236                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3237                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3238                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3239
3240                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3241                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3242                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3243                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3244                         }
3245                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3246                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3247                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3248                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3249         }
3250 #endif
3251
3252         return 0;
3253 }
3254
3255 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3256                                       struct cftype *cft)
3257 {
3258         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3259
3260         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3261 }
3262
3263 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3264                                        struct cftype *cft, u64 val)
3265 {
3266         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3267
3268         if (val > 100)
3269                 return -EINVAL;
3270
3271         if (css->parent)
3272                 memcg->swappiness = val;
3273         else
3274                 vm_swappiness = val;
3275
3276         return 0;
3277 }
3278
3279 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3280 {
3281         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3282         unsigned long usage;
3283         int i;
3284
3285         rcu_read_lock();
3286         if (!swap)
3287                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3288         else
3289                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3290
3291         if (!t)
3292                 goto unlock;
3293
3294         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3295
3296         /*
3297          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3298          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3299          * call of __mem_cgroup_threshold().
3300          */
3301         i = t->current_threshold;
3302
3303         /*
3304          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3305          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3306          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3307          * only one element of the array here.
3308          */
3309         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3310                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3311
3312         /* i = current_threshold + 1 */
3313         i++;
3314
3315         /*
3316          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3317          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3318          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3319          * only one element of the array here.
3320          */
3321         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3322                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3323
3324         /* Update current_threshold */
3325         t->current_threshold = i - 1;
3326 unlock:
3327         rcu_read_unlock();
3328 }
3329
3330 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3331 {
3332         while (memcg) {
3333                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3334                 if (do_memsw_account())
3335                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3336
3337                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3338         }
3339 }
3340
3341 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3342 {
3343         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3344         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3345
3346         if (_a->threshold > _b->threshold)
3347                 return 1;
3348
3349         if (_a->threshold < _b->threshold)
3350                 return -1;
3351
3352         return 0;
3353 }
3354
3355 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3356 {
3357         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3358
3359         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3360
3361         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3362                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3363
3364         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3365         return 0;
3366 }
3367
3368 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3369 {
3370         struct mem_cgroup *iter;
3371
3372         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3373                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3374 }
3375
3376 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3377         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3378 {
3379         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3380         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3381         unsigned long threshold;
3382         unsigned long usage;
3383         int i, size, ret;
3384
3385         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3386         if (ret)
3387                 return ret;
3388
3389         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3390
3391         if (type == _MEM) {
3392                 thresholds = &memcg->thresholds;
3393                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3394         } else if (type == _MEMSWAP) {
3395                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3396                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3397         } else
3398                 BUG();
3399
3400         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3401         if (thresholds->primary)
3402                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3403
3404         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3405
3406         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3407         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3408                         GFP_KERNEL);
3409         if (!new) {
3410                 ret = -ENOMEM;
3411                 goto unlock;
3412         }
3413         new->size = size;
3414
3415         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3416         if (thresholds->primary) {
3417                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3418                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3419         }
3420
3421         /* Add new threshold */
3422         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3423         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3424
3425         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3426         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3427                         compare_thresholds, NULL);
3428
3429         /* Find current threshold */
3430         new->current_threshold = -1;
3431         for (i = 0; i < size; i++) {
3432                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3433                         /*
3434                          * new->current_threshold will not be used until
3435                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3436                          * it here.
3437                          */
3438                         ++new->current_threshold;
3439                 } else
3440                         break;
3441         }
3442
3443         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3444         kfree(thresholds->spare);
3445         thresholds->spare = thresholds->primary;
3446
3447         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3448
3449         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3450         synchronize_rcu();
3451
3452 unlock:
3453         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3454
3455         return ret;
3456 }
3457
3458 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3459         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3460 {
3461         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3462 }
3463
3464 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3465         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3466 {
3467         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3468 }
3469
3470 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3471         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3472 {
3473         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3474         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3475         unsigned long usage;
3476         int i, j, size;
3477
3478         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3479
3480         if (type == _MEM) {
3481                 thresholds = &memcg->thresholds;
3482                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3483         } else if (type == _MEMSWAP) {
3484                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3485                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3486         } else
3487                 BUG();
3488
3489         if (!thresholds->primary)
3490                 goto unlock;
3491
3492         /* Check if a threshold crossed before removing */
3493         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3494
3495         /* Calculate new number of threshold */
3496         size = 0;
3497         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3498                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3499                         size++;
3500         }
3501
3502         new = thresholds->spare;
3503
3504         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3505         if (!size) {
3506                 kfree(new);
3507                 new = NULL;
3508                 goto swap_buffers;
3509         }
3510
3511         new->size = size;
3512
3513         /* Copy thresholds and find current threshold */
3514         new->current_threshold = -1;
3515         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3516                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3517                         continue;
3518
3519                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3520                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3521                         /*
3522                          * new->current_threshold will not be used
3523                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3524                          * it here.
3525                          */
3526                         ++new->current_threshold;
3527                 }
3528                 j++;
3529         }
3530
3531 swap_buffers:
3532         /* Swap primary and spare array */
3533         thresholds->spare = thresholds->primary;
3534
3535         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3536
3537         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3538         synchronize_rcu();
3539
3540         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3541         if (!new) {
3542                 kfree(thresholds->spare);
3543                 thresholds->spare = NULL;
3544         }
3545 unlock:
3546         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3547 }
3548
3549 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3550         struct eventfd_ctx *eventfd)
3551 {
3552         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3553 }
3554
3555 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3556         struct eventfd_ctx *eventfd)
3557 {
3558         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3559 }
3560
3561 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3562         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3563 {
3564         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3565
3566         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3567         if (!event)
3568                 return -ENOMEM;
3569
3570         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3571
3572         event->eventfd = eventfd;
3573         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3574
3575         /* already in OOM ? */
3576         if (memcg->under_oom)
3577                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3578         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3579
3580         return 0;
3581 }
3582
3583 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3584         struct eventfd_ctx *eventfd)
3585 {
3586         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3587
3588         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3589
3590         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3591                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3592                         list_del(&ev->list);
3593                         kfree(ev);
3594                 }
3595         }
3596
3597         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3598 }
3599
3600 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3601 {
3602         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3603
3604         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3605         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3606         return 0;
3607 }
3608
3609 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3610         struct cftype *cft, u64 val)
3611 {
3612         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3613
3614         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3615         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3616                 return -EINVAL;
3617
3618         memcg->oom_kill_disable = val;
3619         if (!val)
3620                 memcg_oom_recover(memcg);
3621
3622         return 0;
3623 }
3624
3625 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3626
3627 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3628 {
3629         return &memcg->cgwb_list;
3630 }
3631
3632 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3633 {
3634         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3635 }
3636
3637 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3638 {
3639         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3640 }
3641
3642 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3643 {
3644         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3645 }
3646
3647 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3648 {
3649         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3650
3651         if (!memcg->css.parent)
3652                 return NULL;
3653
3654         return &memcg->cgwb_domain;
3655 }
3656
3657 /**
3658  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3659  * @wb: bdi_writeback in question
3660  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3661  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3662  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3663  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3664  *
3665  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3666  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3667  * is a bit more involved.
3668  *
3669  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3670  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3671  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3672  * available memory in the system.  The caller should further cap
3673  * *@pheadroom accordingly.
3674  */
3675 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3676                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3677                          unsigned long *pwriteback)
3678 {
3679         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3680         struct mem_cgroup *parent;
3681
3682         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3683
3684         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3685         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3686         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3687                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3688         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3689
3690         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3691                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3692                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3693
3694                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3695                 memcg = parent;
3696         }
3697 }
3698
3699 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3700
3701 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3702 {
3703         return 0;
3704 }
3705
3706 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3707 {
3708 }
3709
3710 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3711 {
3712 }
3713
3714 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3715
3716 /*
3717  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3718  *
3719  * "cgroup.event_control" implementation.
3720  *
3721  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3722  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3723  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3724  *
3725  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3726  * possible.
3727  */
3728
3729 /*
3730  * Unregister event and free resources.
3731  *
3732  * Gets called from workqueue.
3733  */
3734 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3735 {
3736         struct mem_cgroup_event *event =
3737                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3738         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3739
3740         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3741
3742         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3743
3744         /* Notify userspace the event is going away. */
3745         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3746
3747         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3748         kfree(event);
3749         css_put(&memcg->css);
3750 }
3751
3752 /*
3753  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3754  *
3755  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3756  */
3757 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3758                             int sync, void *key)
3759 {
3760         struct mem_cgroup_event *event =
3761                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3762         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3763         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3764
3765         if (flags & POLLHUP) {
3766                 /*
3767                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3768                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3769                  * for us.
3770                  *
3771                  * We can't race against event freeing since the other
3772                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3773                  * which we hold.
3774                  */
3775                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3776                 if (!list_empty(&event->list)) {
3777                         list_del_init(&event->list);
3778                         /*
3779                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3780                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3781                          */
3782                         schedule_work(&event->remove);
3783                 }
3784                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3785         }
3786
3787         return 0;
3788 }
3789
3790 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3791                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3792 {
3793         struct mem_cgroup_event *event =
3794                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3795
3796         event->wqh = wqh;
3797         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3798 }
3799
3800 /*
3801  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3802  *
3803  * Parse input and register new cgroup event handler.
3804  *
3805  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3806  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3807  */
3808 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3809                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3810 {
3811         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3812         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3813         struct mem_cgroup_event *event;
3814         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3815         unsigned int efd, cfd;
3816         struct fd efile;
3817         struct fd cfile;
3818         const char *name;
3819         char *endp;
3820         int ret;
3821
3822         buf = strstrip(buf);
3823
3824         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3825         if (*endp != ' ')
3826                 return -EINVAL;
3827         buf = endp + 1;
3828
3829         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3830         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3831                 return -EINVAL;
3832         buf = endp + 1;
3833
3834         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3835         if (!event)
3836                 return -ENOMEM;
3837
3838         event->memcg = memcg;
3839         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3840         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3841         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3842         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3843
3844         efile = fdget(efd);
3845         if (!efile.file) {
3846                 ret = -EBADF;
3847                 goto out_kfree;
3848         }
3849
3850         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3851         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3852                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3853                 goto out_put_efile;
3854         }
3855
3856         cfile = fdget(cfd);
3857         if (!cfile.file) {
3858                 ret = -EBADF;
3859                 goto out_put_eventfd;
3860         }
3861
3862         /* the process need read permission on control file */
3863         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3864         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3865         if (ret < 0)
3866                 goto out_put_cfile;
3867
3868         /*
3869          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3870          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3871          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3872          * is for compatibility anyway.
3873          *
3874          * DO NOT ADD NEW FILES.
3875          */
3876         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3877
3878         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3879                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3880                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3881         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3882                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3883                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3884         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3885                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3886                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3887         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3888                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3889                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3890         } else {
3891                 ret = -EINVAL;
3892                 goto out_put_cfile;
3893         }
3894
3895         /*
3896          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3897          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3898          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3899          */
3900         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3901                                                &memory_cgrp_subsys);
3902         ret = -EINVAL;
3903         if (IS_ERR(cfile_css))
3904                 goto out_put_cfile;
3905         if (cfile_css != css) {
3906                 css_put(cfile_css);
3907                 goto out_put_cfile;
3908         }
3909
3910         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3911         if (ret)
3912                 goto out_put_css;
3913
3914         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3915
3916         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3917         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3918         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3919
3920         fdput(cfile);
3921         fdput(efile);
3922
3923         return nbytes;
3924
3925 out_put_css:
3926         css_put(css);
3927 out_put_cfile:
3928         fdput(cfile);
3929 out_put_eventfd:
3930         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3931 out_put_efile:
3932         fdput(efile);
3933 out_kfree:
3934         kfree(event);
3935
3936         return ret;
3937 }
3938
3939 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
3940         {
3941                 .name = "usage_in_bytes",
3942                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
3943                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3944         },
3945         {
3946                 .name = "max_usage_in_bytes",
3947                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
3948                 .write = mem_cgroup_reset,
3949                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3950         },
3951         {
3952                 .name = "limit_in_bytes",
3953                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
3954                 .write = mem_cgroup_write,
3955                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3956         },
3957         {
3958                 .name = "soft_limit_in_bytes",
3959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
3960                 .write = mem_cgroup_write,
3961                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3962         },
3963         {
3964                 .name = "failcnt",
3965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
3966                 .write = mem_cgroup_reset,
3967                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3968         },
3969         {
3970                 .name = "stat",
3971                 .seq_show = memcg_stat_show,
3972         },
3973         {
3974                 .name = "force_empty",
3975                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
3976         },
3977         {
3978                 .name = "use_hierarchy",
3979                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
3980                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
3981         },
3982         {
3983                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
3984                 .write = memcg_write_event_control,
3985                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
3986         },
3987         {
3988                 .name = "swappiness",
3989                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
3990                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
3991         },
3992         {
3993                 .name = "move_charge_at_immigrate",
3994                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
3995                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
3996         },
3997         {
3998                 .name = "oom_control",
3999                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4000                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4001                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4002         },
4003         {
4004                 .name = "pressure_level",
4005         },
4006 #ifdef CONFIG_NUMA
4007         {
4008                 .name = "numa_stat",
4009                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4010         },
4011 #endif
4012         {
4013                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4015                 .write = mem_cgroup_write,
4016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4017         },
4018         {
4019                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4021                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4022         },
4023         {
4024                 .name = "kmem.failcnt",
4025                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4026                 .write = mem_cgroup_reset,
4027                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4028         },
4029         {
4030                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4031                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4032                 .write = mem_cgroup_reset,
4033                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4034         },
4035 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4036         {
4037                 .name = "kmem.slabinfo",
4038                 .seq_start = slab_start,
4039                 .seq_next = slab_next,
4040                 .seq_stop = slab_stop,
4041                 .seq_show = memcg_slab_show,
4042         },
4043 #endif
4044         {
4045                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4047                 .write = mem_cgroup_write,
4048                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4049         },
4050         {
4051                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4053                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4054         },
4055         {
4056                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4058                 .write = mem_cgroup_reset,
4059                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4063                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4064                 .write = mem_cgroup_reset,
4065                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4066         },
4067         { },    /* terminate */
4068 };
4069
4070 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4071 {
4072         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4073         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4074         int zone, tmp = node;
4075         /*
4076          * This routine is called against possible nodes.
4077          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4078          *
4079          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4080          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4081          *       function.
4082          */
4083         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4084                 tmp = -1;
4085         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4086         if (!pn)
4087                 return 1;
4088
4089         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4090                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4091                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4092                 mz->usage_in_excess = 0;
4093                 mz->on_tree = false;
4094                 mz->memcg = memcg;
4095         }
4096         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4097         return 0;
4098 }
4099
4100 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4101 {
4102         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4103 }
4104
4105 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4106 {
4107         int node;
4108
4109         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4110         for_each_node(node)
4111                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4112         free_percpu(memcg->stat);
4113         kfree(memcg);
4114 }
4115
4116 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4117 {
4118         struct mem_cgroup *memcg;
4119         size_t size;
4120         int node;
4121
4122         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4123         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4124
4125         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4126         if (!memcg)
4127                 return NULL;
4128
4129         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4130         if (!memcg->stat)
4131                 goto fail;
4132
4133         for_each_node(node)
4134                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4135                         goto fail;
4136
4137         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4138                 goto fail;
4139
4140         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4141         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4142         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4143         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4144         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4145         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4146         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4147         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4148         memcg->socket_pressure = jiffies;
4149 #ifndef CONFIG_SLOB
4150         memcg->kmemcg_id = -1;
4151 #endif
4152 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4153         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4154 #endif
4155         return memcg;
4156 fail:
4157         mem_cgroup_free(memcg);
4158         return NULL;
4159 }
4160
4161 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4162 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4163 {
4164         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4165         struct mem_cgroup *memcg;
4166         long error = -ENOMEM;
4167
4168         memcg = mem_cgroup_alloc();
4169         if (!memcg)
4170                 return ERR_PTR(error);
4171
4172         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4173         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4174         if (parent) {
4175                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4176                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4177         }
4178         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4179                 memcg->use_hierarchy = true;
4180                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4181                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4182                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4183                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4184                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4185         } else {
4186                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4187                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4188                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4189                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4190                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4191                 /*
4192                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4193                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4194                  * unfortunate state in our controller.
4195                  */
4196                 if (parent != root_mem_cgroup)
4197                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4198         }
4199
4200         /* The following stuff does not apply to the root */
4201         if (!parent) {
4202                 root_mem_cgroup = memcg;
4203                 return &memcg->css;
4204         }
4205
4206         error = memcg_propagate_kmem(parent, memcg);
4207         if (error)
4208                 goto fail;
4209
4210         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4211                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4212
4213         return &memcg->css;
4214 fail:
4215         mem_cgroup_free(memcg);
4216         return NULL;
4217 }
4218
4219 static int
4220 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4221 {
4222         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4223                 return -ENOSPC;
4224
4225         return 0;
4226 }
4227
4228 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4229 {
4230         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4231         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4232
4233         /*
4234          * Unregister events and notify userspace.
4235          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4236          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4237          */
4238         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4239         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4240                 list_del_init(&event->list);
4241                 schedule_work(&event->remove);
4242         }
4243         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4244
4245         memcg_offline_kmem(memcg);
4246         wb_memcg_offline(memcg);
4247 }
4248
4249 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4250 {
4251         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4252
4253         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4254 }
4255
4256 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4257 {
4258         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4259
4260         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4261                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4262
4263         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4264                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4265
4266         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4267         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4268         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4269         memcg_free_kmem(memcg);
4270         mem_cgroup_free(memcg);
4271 }
4272
4273 /**
4274  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4275  * @css: the target css
4276  *
4277  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4278  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4279  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4280  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4281  * made visible again.
4282  *
4283  * The current implementation only resets the essential configurations.
4284  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4285  */
4286 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4287 {
4288         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4289
4290         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4291         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4292         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4293         memcg->low = 0;
4294         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4295         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4296         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4297 }
4298
4299 #ifdef CONFIG_MMU
4300 /* Handlers for move charge at task migration. */
4301 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4302 {
4303         int ret;
4304
4305         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4306         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4307         if (!ret) {
4308                 mc.precharge += count;
4309                 return ret;
4310         }
4311
4312         /* Try charges one by one with reclaim */
4313         while (count--) {
4314                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4315                 if (ret)
4316                         return ret;
4317                 mc.precharge++;
4318                 cond_resched();
4319         }
4320         return 0;
4321 }
4322
4323 /**
4324  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4325  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4326  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4327  * @ptent: the pte to be checked
4328  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4329  *
4330  * Returns
4331  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4332  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4333  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4334  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4335  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4336  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4337  *     in target->ent.
4338  *
4339  * Called with pte lock held.
4340  */
4341 union mc_target {
4342         struct page     *page;
4343         swp_entry_t     ent;
4344 };
4345
4346 enum mc_target_type {
4347         MC_TARGET_NONE = 0,
4348         MC_TARGET_PAGE,
4349         MC_TARGET_SWAP,
4350 };
4351
4352 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4353                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4354 {
4355         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4356
4357         if (!page || !page_mapped(page))
4358                 return NULL;
4359         if (PageAnon(page)) {
4360                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4361                         return NULL;
4362         } else {
4363                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4364                         return NULL;
4365         }
4366         if (!get_page_unless_zero(page))
4367                 return NULL;
4368
4369         return page;
4370 }
4371
4372 #ifdef CONFIG_SWAP
4373 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4374                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4375 {
4376         struct page *page = NULL;
4377         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4378
4379         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4380                 return NULL;
4381         /*
4382          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4383          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4384          */
4385         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4386         if (do_memsw_account())
4387                 entry->val = ent.val;
4388
4389         return page;
4390 }
4391 #else
4392 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4393                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4394 {
4395         return NULL;
4396 }
4397 #endif
4398
4399 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4400                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4401 {
4402         struct page *page = NULL;
4403         struct address_space *mapping;
4404         pgoff_t pgoff;
4405
4406         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4407                 return NULL;
4408         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4409                 return NULL;
4410
4411         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4412         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4413
4414         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4415 #ifdef CONFIG_SWAP
4416         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4417         if (shmem_mapping(mapping)) {
4418                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4419                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4420                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4421                         if (do_memsw_account())
4422                                 *entry = swp;
4423                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4424                 }
4425         } else
4426                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4427 #else
4428         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4429 #endif
4430         return page;
4431 }
4432
4433 /**
4434  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4435  * @page: the page
4436  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4437  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4438  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4439  *
4440  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4441  *
4442  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4443  * from old cgroup.
4444  */
4445 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4446                                    bool compound,
4447                                    struct mem_cgroup *from,
4448                                    struct mem_cgroup *to)
4449 {
4450         unsigned long flags;
4451         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4452         int ret;
4453         bool anon;
4454
4455         VM_BUG_ON(from == to);
4456         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4457         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4458
4459         /*
4460          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
4461          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4462          */
4463         ret = -EBUSY;
4464         if (!trylock_page(page))
4465                 goto out;
4466
4467         ret = -EINVAL;
4468         if (page->mem_cgroup != from)
4469                 goto out_unlock;
4470
4471         anon = PageAnon(page);
4472
4473         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4474
4475         if (!anon && page_mapped(page)) {
4476                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4477                                nr_pages);
4478                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4479                                nr_pages);
4480         }
4481
4482         /*
4483          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4484          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4485          * So mapping should be stable for dirty pages.
4486          */
4487         if (!anon && PageDirty(page)) {
4488                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4489
4490                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4491                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4492                                        nr_pages);
4493                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4494                                        nr_pages);
4495                 }
4496         }
4497
4498         if (PageWriteback(page)) {
4499                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4500                                nr_pages);
4501                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4502                                nr_pages);
4503         }
4504
4505         /*
4506          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4507          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4508          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4509          */
4510
4511         /* caller should have done css_get */
4512         page->mem_cgroup = to;
4513         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4514
4515         ret = 0;
4516
4517         local_irq_disable();
4518         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4519         memcg_check_events(to, page);
4520         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4521         memcg_check_events(from, page);
4522         local_irq_enable();
4523 out_unlock:
4524         unlock_page(page);
4525 out:
4526         return ret;
4527 }
4528
4529 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4530                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4531 {
4532         struct page *page = NULL;
4533         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4534         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4535
4536         if (pte_present(ptent))
4537                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4538         else if (is_swap_pte(ptent))
4539                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4540         else if (pte_none(ptent))
4541                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4542
4543         if (!page && !ent.val)
4544                 return ret;
4545         if (page) {
4546                 /*
4547                  * Do only loose check w/o serialization.
4548                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4549                  * not under LRU exclusion.
4550                  */
4551                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4552                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4553                         if (target)
4554                                 target->page = page;
4555                 }
4556                 if (!ret || !target)
4557                         put_page(page);
4558         }
4559         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4560         if (ent.val && !ret &&
4561             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4562                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4563                 if (target)
4564                         target->ent = ent;
4565         }
4566         return ret;
4567 }
4568
4569 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4570 /*
4571  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4572  * support them for now.
4573  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4574  */
4575 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4576                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4577 {
4578         struct page *page = NULL;
4579         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4580
4581         page = pmd_page(pmd);
4582         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4583         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4584                 return ret;
4585         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4586                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4587                 if (target) {
4588                         get_page(page);
4589                         target->page = page;
4590                 }
4591         }
4592         return ret;
4593 }
4594 #else
4595 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4596                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4597 {
4598         return MC_TARGET_NONE;
4599 }
4600 #endif
4601
4602 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4603                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4604                                         struct mm_walk *walk)
4605 {
4606         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4607         pte_t *pte;
4608         spinlock_t *ptl;
4609
4610         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
4611         if (ptl) {
4612                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4613                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4614                 spin_unlock(ptl);
4615                 return 0;
4616         }
4617
4618         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4619                 return 0;
4620         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4621         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4622                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4623                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4624         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4625         cond_resched();
4626
4627         return 0;
4628 }
4629
4630 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4631 {
4632         unsigned long precharge;
4633
4634         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4635                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4636                 .mm = mm,
4637         };
4638         down_read(&mm->mmap_sem);
4639         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4640         up_read(&mm->mmap_sem);
4641
4642         precharge = mc.precharge;
4643         mc.precharge = 0;
4644
4645         return precharge;
4646 }
4647
4648 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4649 {
4650         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4651
4652         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4653         mc.moving_task = current;
4654         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4655 }
4656
4657 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4658 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4659 {
4660         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4661         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4662
4663         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4664         if (mc.precharge) {
4665                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4666                 mc.precharge = 0;
4667         }
4668         /*
4669          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4670          * we must uncharge here.
4671          */
4672         if (mc.moved_charge) {
4673                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4674                 mc.moved_charge = 0;
4675         }
4676         /* we must fixup refcnts and charges */
4677         if (mc.moved_swap) {
4678                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4679                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4680                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4681
4682                 /*
4683                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4684                  * should uncharge to->memory.
4685                  */
4686                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4687                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4688
4689                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4690
4691                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4692                 mc.moved_swap = 0;
4693         }
4694         memcg_oom_recover(from);
4695         memcg_oom_recover(to);
4696         wake_up_all(&mc.waitq);
4697 }
4698
4699 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4700 {
4701         /*
4702          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4703          * task migration.
4704          */
4705         mc.moving_task = NULL;
4706         __mem_cgroup_clear_mc();
4707         spin_lock(&mc.lock);
4708         mc.from = NULL;
4709         mc.to = NULL;
4710         spin_unlock(&mc.lock);
4711 }
4712
4713 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4714 {
4715         struct cgroup_subsys_state *css;
4716         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4717         struct mem_cgroup *from;
4718         struct task_struct *leader, *p;
4719         struct mm_struct *mm;
4720         unsigned long move_flags;
4721         int ret = 0;
4722
4723         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4724         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4725                 return 0;
4726
4727         /*
4728          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4729          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4730          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4731          * multiple.
4732          */
4733         p = NULL;
4734         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4735                 WARN_ON_ONCE(p);
4736                 p = leader;
4737                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4738         }
4739         if (!p)
4740                 return 0;
4741
4742         /*
4743          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4744          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4745          * So we need to save it, and keep it going.
4746          */
4747         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4748         if (!move_flags)
4749                 return 0;
4750
4751         from = mem_cgroup_from_task(p);
4752
4753         VM_BUG_ON(from == memcg);
4754
4755         mm = get_task_mm(p);
4756         if (!mm)
4757                 return 0;
4758         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4759         if (mm->owner == p) {
4760                 VM_BUG_ON(mc.from);
4761                 VM_BUG_ON(mc.to);
4762                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4763                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4764                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4765
4766                 spin_lock(&mc.lock);
4767                 mc.from = from;
4768                 mc.to = memcg;
4769                 mc.flags = move_flags;
4770                 spin_unlock(&mc.lock);
4771                 /* We set mc.moving_task later */
4772
4773                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4774                 if (ret)
4775                         mem_cgroup_clear_mc();
4776         }
4777         mmput(mm);
4778         return ret;
4779 }
4780
4781 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4782 {
4783         if (mc.to)
4784                 mem_cgroup_clear_mc();
4785 }
4786
4787 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4788                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4789                                 struct mm_walk *walk)
4790 {
4791         int ret = 0;
4792         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4793         pte_t *pte;
4794         spinlock_t *ptl;
4795         enum mc_target_type target_type;
4796         union mc_target target;
4797         struct page *page;
4798
4799         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
4800         if (ptl) {
4801                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4802                         spin_unlock(ptl);
4803                         return 0;
4804                 }
4805                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4806                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4807                         page = target.page;
4808                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4809                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
4810                                                              mc.from, mc.to)) {
4811                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4812                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4813                                 }
4814                                 putback_lru_page(page);
4815                         }
4816                         put_page(page);
4817                 }
4818                 spin_unlock(ptl);
4819                 return 0;
4820         }
4821
4822         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4823                 return 0;
4824 retry:
4825         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4826         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4827                 pte_t ptent = *(pte++);
4828                 swp_entry_t ent;
4829
4830                 if (!mc.precharge)
4831                         break;
4832
4833                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4834                 case MC_TARGET_PAGE:
4835                         page = target.page;
4836                         /*
4837                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
4838                          * can be done but it would be too convoluted so simply
4839                          * ignore such a partial THP and keep it in original
4840                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
4841                          */
4842                         if (PageTransCompound(page))
4843                                 goto put;
4844                         if (isolate_lru_page(page))
4845                                 goto put;
4846                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
4847                                                 mc.from, mc.to)) {
4848                                 mc.precharge--;
4849                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4850                                 mc.moved_charge++;
4851                         }
4852                         putback_lru_page(page);
4853 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4854                         put_page(page);
4855                         break;
4856                 case MC_TARGET_SWAP:
4857                         ent = target.ent;
4858                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4859                                 mc.precharge--;
4860                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4861                                 mc.moved_swap++;
4862                         }
4863                         break;
4864                 default:
4865                         break;
4866                 }
4867         }
4868         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4869         cond_resched();
4870
4871         if (addr != end) {
4872                 /*
4873                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4874                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4875                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4876                  * phase.
4877                  */
4878                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4879                 if (!ret)
4880                         goto retry;
4881         }
4882
4883         return ret;
4884 }
4885
4886 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4887 {
4888         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4889                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4890                 .mm = mm,
4891         };
4892
4893         lru_add_drain_all();
4894         /*
4895          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
4896          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
4897          * for already started RCU-only updates to finish.
4898          */
4899         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
4900         synchronize_rcu();
4901 retry:
4902         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
4903                 /*
4904                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
4905                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
4906                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
4907                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
4908                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
4909                  */
4910                 __mem_cgroup_clear_mc();
4911                 cond_resched();
4912                 goto retry;
4913         }
4914         /*
4915          * When we have consumed all precharges and failed in doing
4916          * additional charge, the page walk just aborts.
4917          */
4918         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
4919         up_read(&mm->mmap_sem);
4920         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
4921 }
4922
4923 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
4924 {
4925         struct cgroup_subsys_state *css;
4926         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
4927         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
4928
4929         if (mm) {
4930                 if (mc.to)
4931                         mem_cgroup_move_charge(mm);
4932                 mmput(mm);
4933         }
4934         if (mc.to)
4935                 mem_cgroup_clear_mc();
4936 }
4937 #else   /* !CONFIG_MMU */
4938 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4939 {
4940         return 0;
4941 }
4942 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4943 {
4944 }
4945 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
4946 {
4947 }
4948 #endif
4949
4950 /*
4951  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
4952  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
4953  * attempt.
4954  */
4955 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
4956 {
4957         /*
4958          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
4959          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
4960          * on for the root memcg is enough.
4961          */
4962         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4963                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
4964         else
4965                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
4966 }
4967
4968 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4969                                struct cftype *cft)
4970 {
4971         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4972
4973         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
4974 }
4975
4976 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
4977 {
4978         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4979         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
4980
4981         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
4982                 seq_puts(m, "max\n");
4983         else
4984                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
4985
4986         return 0;
4987 }
4988
4989 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
4990                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4991 {
4992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4993         unsigned long low;
4994         int err;
4995
4996         buf = strstrip(buf);
4997         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
4998         if (err)
4999                 return err;
5000
5001         memcg->low = low;
5002
5003         return nbytes;
5004 }
5005
5006 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5007 {
5008         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5009         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5010
5011         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5012                 seq_puts(m, "max\n");
5013         else
5014                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5015
5016         return 0;
5017 }
5018
5019 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5020                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5021 {
5022         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5023         unsigned long high;
5024         int err;
5025
5026         buf = strstrip(buf);
5027         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5028         if (err)
5029                 return err;
5030
5031         memcg->high = high;
5032
5033         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5034         return nbytes;
5035 }
5036
5037 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5038 {
5039         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5040         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5041
5042         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5043                 seq_puts(m, "max\n");
5044         else
5045                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5046
5047         return 0;
5048 }
5049
5050 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5051                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5052 {
5053         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5054         unsigned long max;
5055         int err;
5056
5057         buf = strstrip(buf);
5058         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5059         if (err)
5060                 return err;
5061
5062         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5063         if (err)
5064                 return err;
5065
5066         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5067         return nbytes;
5068 }
5069
5070 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5071 {
5072         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5073
5074         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5075         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5076         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5077         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5078
5079         return 0;
5080 }
5081
5082 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5083 {
5084         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5085         int i;
5086
5087         /*
5088          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
5089          * well as cumulative event counters that show past behavior.
5090          *
5091          * This list is ordered following a combination of these gradients:
5092          * 1) generic big picture -> specifics and details
5093          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
5094          *
5095          * Current memory state:
5096          */
5097
5098         seq_printf(m, "anon %llu\n",
5099                    (u64)tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS) * PAGE_SIZE);
5100         seq_printf(m, "file %llu\n",
5101                    (u64)tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE) * PAGE_SIZE);
5102         seq_printf(m, "sock %llu\n",
5103                    (u64)tree_stat(memcg, MEMCG_SOCK) * PAGE_SIZE);
5104
5105         seq_printf(m, "file_mapped %llu\n",
5106                    (u64)tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED) *
5107                    PAGE_SIZE);
5108         seq_printf(m, "file_dirty %llu\n",
5109                    (u64)tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY) *
5110                    PAGE_SIZE);
5111         seq_printf(m, "file_writeback %llu\n",
5112                    (u64)tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK) *
5113                    PAGE_SIZE);
5114
5115         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5116                 struct mem_cgroup *mi;
5117                 unsigned long val = 0;
5118
5119                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5120                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i));
5121                 seq_printf(m, "%s %llu\n",
5122                            mem_cgroup_lru_names[i], (u64)val * PAGE_SIZE);
5123         }
5124
5125         /* Accumulated memory events */
5126
5127         seq_printf(m, "pgfault %lu\n",
5128                    tree_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT));
5129         seq_printf(m, "pgmajfault %lu\n",
5130                    tree_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT));
5131
5132         return 0;
5133 }
5134
5135 static struct cftype memory_files[] = {
5136         {
5137                 .name = "current",
5138                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5139                 .read_u64 = memory_current_read,
5140         },
5141         {
5142                 .name = "low",
5143                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5144                 .seq_show = memory_low_show,
5145                 .write = memory_low_write,
5146         },
5147         {
5148                 .name = "high",
5149                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5150                 .seq_show = memory_high_show,
5151                 .write = memory_high_write,
5152         },
5153         {
5154                 .name = "max",
5155                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5156                 .seq_show = memory_max_show,
5157                 .write = memory_max_write,
5158         },
5159         {
5160                 .name = "events",
5161                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5162                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5163                 .seq_show = memory_events_show,
5164         },
5165         {
5166                 .name = "stat",
5167                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5168                 .seq_show = memory_stat_show,
5169         },
5170         { }     /* terminate */
5171 };
5172
5173 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5174         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5175         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5176         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5177         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5178         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5179         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5180         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5181         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5182         .attach = mem_cgroup_move_task,
5183         .bind = mem_cgroup_bind,
5184         .dfl_cftypes = memory_files,
5185         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5186         .early_init = 0,
5187 };
5188
5189 /**
5190  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5191  * @root: the highest ancestor to consider
5192  * @memcg: the memory cgroup to check
5193  *
5194  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5195  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5196  */
5197 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5198 {
5199         if (mem_cgroup_disabled())
5200                 return false;
5201
5202         /*
5203          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5204          * it's never low when looked at directly, and it is not
5205          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5206          */
5207
5208         if (memcg == root_mem_cgroup)
5209                 return false;
5210
5211         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5212                 return false;
5213
5214         while (memcg != root) {
5215                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5216
5217                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5218                         break;
5219
5220                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5221                         return false;
5222         }
5223         return true;
5224 }
5225
5226 /**
5227  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5228  * @page: page to charge
5229  * @mm: mm context of the victim
5230  * @gfp_mask: reclaim mode
5231  * @memcgp: charged memcg return
5232  *
5233  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5234  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5235  *
5236  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5237  * Otherwise, an error code is returned.
5238  *
5239  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5240  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5241  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5242  */
5243 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5244                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5245                           bool compound)
5246 {
5247         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5248         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5249         int ret = 0;
5250
5251         if (mem_cgroup_disabled())
5252                 goto out;
5253
5254         if (PageSwapCache(page)) {
5255                 /*
5256                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5257                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5258                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5259                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5260                  * in turn serializes uncharging.
5261                  */
5262                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5263                 if (page->mem_cgroup)
5264                         goto out;
5265
5266                 if (do_swap_account) {
5267                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5268                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5269
5270                         rcu_read_lock();
5271                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5272                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5273                                 memcg = NULL;
5274                         rcu_read_unlock();
5275                 }
5276         }
5277
5278         if (!memcg)
5279                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5280
5281         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5282
5283         css_put(&memcg->css);
5284 out:
5285         *memcgp = memcg;
5286         return ret;
5287 }
5288
5289 /**
5290  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5291  * @page: page to charge
5292  * @memcg: memcg to charge the page to
5293  * @lrucare: page might be on LRU already
5294  *
5295  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5296  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5297  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5298  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5299  *
5300  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5301  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5302  *
5303  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5304  */
5305 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5306                               bool lrucare, bool compound)
5307 {
5308         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5309
5310         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5311         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5312
5313         if (mem_cgroup_disabled())
5314                 return;
5315         /*
5316          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5317          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5318          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5319          */
5320         if (!memcg)
5321                 return;
5322
5323         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5324
5325         local_irq_disable();
5326         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
5327         memcg_check_events(memcg, page);
5328         local_irq_enable();
5329
5330         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5331                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5332                 /*
5333                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5334                  * let's not wait for it.  The page already received a
5335                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5336                  */
5337                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5338         }
5339 }
5340
5341 /**
5342  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5343  * @page: page to charge
5344  * @memcg: memcg to charge the page to
5345  *
5346  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5347  */
5348 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5349                 bool compound)
5350 {
5351         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5352
5353         if (mem_cgroup_disabled())
5354                 return;
5355         /*
5356          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5357          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5358          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5359          */
5360         if (!memcg)
5361                 return;
5362
5363         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5364 }
5365
5366 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5367                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5368                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5369 {
5370         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5371         unsigned long flags;
5372
5373         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5374                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5375                 if (do_memsw_account())
5376                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5377                 memcg_oom_recover(memcg);
5378         }
5379
5380         local_irq_save(flags);
5381         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5382         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5383         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5384         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5385         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5386         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5387         local_irq_restore(flags);
5388
5389         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5390                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5391 }
5392
5393 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5394 {
5395         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5396         unsigned long nr_anon = 0;
5397         unsigned long nr_file = 0;
5398         unsigned long nr_huge = 0;
5399         unsigned long pgpgout = 0;
5400         struct list_head *next;
5401         struct page *page;
5402
5403         next = page_list->next;
5404         do {
5405                 unsigned int nr_pages = 1;
5406
5407                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5408                 next = page->lru.next;
5409
5410                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5411                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5412
5413                 if (!page->mem_cgroup)
5414                         continue;
5415
5416                 /*
5417                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5418                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5419                  * exclusive access to the page.
5420                  */
5421
5422                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5423                         if (memcg) {
5424                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5425                                                nr_huge, page);
5426                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5427                         }
5428                         memcg = page->mem_cgroup;
5429                 }
5430
5431                 if (PageTransHuge(page)) {
5432                         nr_pages <<= compound_order(page);
5433                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5434                         nr_huge += nr_pages;
5435                 }
5436
5437                 if (PageAnon(page))
5438                         nr_anon += nr_pages;
5439                 else
5440                         nr_file += nr_pages;
5441
5442                 page->mem_cgroup = NULL;
5443
5444                 pgpgout++;
5445         } while (next != page_list);
5446
5447         if (memcg)
5448                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5449                                nr_huge, page);
5450 }
5451
5452 /**
5453  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5454  * @page: page to uncharge
5455  *
5456  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5457  * mem_cgroup_commit_charge().
5458  */
5459 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5460 {
5461         if (mem_cgroup_disabled())
5462                 return;
5463
5464         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5465         if (!page->mem_cgroup)
5466                 return;
5467
5468         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5469         uncharge_list(&page->lru);
5470 }
5471
5472 /**
5473  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5474  * @page_list: list of pages to uncharge
5475  *
5476  * Uncharge a list of pages previously charged with
5477  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5478  */
5479 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5480 {
5481         if (mem_cgroup_disabled())
5482                 return;
5483
5484         if (!list_empty(page_list))
5485                 uncharge_list(page_list);
5486 }
5487
5488 /**
5489  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
5490  * @oldpage: currently circulating page
5491  * @newpage: replacement page
5492  *
5493  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
5494  * be uncharged upon free.
5495  *
5496  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5497  * Either or both pages might be on the LRU already.
5498  */
5499 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5500 {
5501         struct mem_cgroup *memcg;
5502         unsigned int nr_pages;
5503         bool compound;
5504
5505         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5506         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5507         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5508         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5509                        newpage);
5510
5511         if (mem_cgroup_disabled())
5512                 return;
5513
5514         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5515         if (newpage->mem_cgroup)
5516                 return;
5517
5518         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5519         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5520         if (!memcg)
5521                 return;
5522
5523         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
5524         compound = PageTransHuge(newpage);
5525         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
5526
5527         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
5528         if (do_memsw_account())
5529                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
5530         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
5531
5532         commit_charge(newpage, memcg, true);
5533
5534         local_irq_disable();
5535         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
5536         memcg_check_events(memcg, newpage);
5537         local_irq_enable();
5538 }
5539
5540 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
5541 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
5542
5543 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
5544 {
5545         struct mem_cgroup *memcg;
5546
5547         /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
5548          * filled. It won't however, necessarily happen from
5549          * process context. So the test for root memcg given
5550          * the current task's memcg won't help us in this case.
5551          *
5552          * Respecting the original socket's memcg is a better
5553          * decision in this case.
5554          */
5555         if (sk->sk_memcg) {
5556                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_memcg));
5557                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
5558                 return;
5559         }
5560
5561         rcu_read_lock();
5562         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
5563         if (memcg == root_mem_cgroup)
5564                 goto out;
5565         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
5566                 goto out;
5567         if (css_tryget_online(&memcg->css))
5568                 sk->sk_memcg = memcg;
5569 out:
5570         rcu_read_unlock();
5571 }
5572 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
5573
5574 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
5575 {
5576         WARN_ON(!sk->sk_memcg);
5577         css_put(&sk->sk_memcg->css);
5578 }
5579
5580 /**
5581  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
5582  * @memcg: memcg to charge
5583  * @nr_pages: number of pages to charge
5584  *
5585  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
5586  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
5587  */
5588 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5589 {
5590         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
5591
5592         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5593                 struct page_counter *fail;
5594
5595                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
5596                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
5597                         return true;
5598                 }
5599                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5600                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
5601                 return false;
5602         }
5603
5604         /* Don't block in the packet receive path */
5605         if (in_softirq())
5606                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
5607
5608         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEMCG_SOCK], nr_pages);
5609
5610         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
5611                 return true;
5612
5613         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
5614         return false;
5615 }
5616
5617 /**
5618  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
5619  * @memcg - memcg to uncharge
5620  * @nr_pages - number of pages to uncharge
5621  */
5622 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5623 {
5624         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5625                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5626                 return;
5627         }
5628
5629         this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEMCG_SOCK], nr_pages);
5630
5631         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5632         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5633 }
5634
5635 static int __init cgroup_memory(char *s)
5636 {
5637         char *token;
5638
5639         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
5640                 if (!*token)
5641                         continue;
5642                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
5643                         cgroup_memory_nosocket = true;
5644                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
5645                         cgroup_memory_nokmem = true;
5646         }
5647         return 0;
5648 }
5649 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
5650
5651 /*
5652  * subsys_initcall() for memory controller.
5653  *
5654  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5655  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5656  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5657  * be initialized from here.
5658  */
5659 static int __init mem_cgroup_init(void)
5660 {
5661         int cpu, node;
5662
5663         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5664
5665         for_each_possible_cpu(cpu)
5666                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5667                           drain_local_stock);
5668
5669         for_each_node(node) {
5670                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5671                 int zone;
5672
5673                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5674                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5675
5676                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5677                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5678
5679                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5680                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5681                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5682                 }
5683                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5684         }
5685
5686         return 0;
5687 }
5688 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5689
5690 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5691 /**
5692  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5693  * @page: page whose memsw charge to transfer
5694  * @entry: swap entry to move the charge to
5695  *
5696  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5697  */
5698 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5699 {
5700         struct mem_cgroup *memcg;
5701         unsigned short oldid;
5702
5703         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5704         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5705
5706         if (!do_memsw_account())
5707                 return;
5708
5709         memcg = page->mem_cgroup;
5710
5711         /* Readahead page, never charged */
5712         if (!memcg)
5713                 return;
5714
5715         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5716         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5717         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5718
5719         page->mem_cgroup = NULL;
5720
5721         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5722                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5723
5724         /*
5725          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5726          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5727          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5728          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5729          */
5730         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5731         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, false, -1);
5732         memcg_check_events(memcg, page);
5733 }
5734
5735 /*
5736  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging a swap entry
5737  * @page: page being added to swap
5738  * @entry: swap entry to charge
5739  *
5740  * Try to charge @entry to the memcg that @page belongs to.
5741  *
5742  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
5743  */
5744 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
5745 {
5746         struct mem_cgroup *memcg;
5747         struct page_counter *counter;
5748         unsigned short oldid;
5749
5750         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
5751                 return 0;
5752
5753         memcg = page->mem_cgroup;
5754
5755         /* Readahead page, never charged */
5756         if (!memcg)
5757                 return 0;
5758
5759         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
5760             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, 1, &counter))
5761                 return -ENOMEM;
5762
5763         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5764         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5765         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5766
5767         css_get(&memcg->css);
5768         return 0;
5769 }
5770
5771 /**
5772  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5773  * @entry: swap entry to uncharge
5774  *
5775  * Drop the swap charge associated with @entry.
5776  */
5777 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5778 {
5779         struct mem_cgroup *memcg;
5780         unsigned short id;
5781
5782         if (!do_swap_account)
5783                 return;
5784
5785         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5786         rcu_read_lock();
5787         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5788         if (memcg) {
5789                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5790                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5791                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, 1);
5792                         else
5793                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5794                 }
5795                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5796                 css_put(&memcg->css);
5797         }
5798         rcu_read_unlock();
5799 }
5800
5801 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
5802 {
5803         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
5804
5805         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5806                 return nr_swap_pages;
5807         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
5808                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
5809                                       READ_ONCE(memcg->swap.limit) -
5810                                       page_counter_read(&memcg->swap));
5811         return nr_swap_pages;
5812 }
5813
5814 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
5815 {
5816         struct mem_cgroup *memcg;
5817
5818         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5819
5820         if (vm_swap_full())
5821                 return true;
5822         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5823                 return false;
5824
5825         memcg = page->mem_cgroup;
5826         if (!memcg)
5827                 return false;
5828
5829         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
5830                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.limit)
5831                         return true;
5832
5833         return false;
5834 }
5835
5836 /* for remember boot option*/
5837 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5838 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5839 #else
5840 static int really_do_swap_account __initdata;
5841 #endif
5842
5843 static int __init enable_swap_account(char *s)
5844 {
5845         if (!strcmp(s, "1"))
5846                 really_do_swap_account = 1;
5847         else if (!strcmp(s, "0"))
5848                 really_do_swap_account = 0;
5849         return 1;
5850 }
5851 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5852
5853 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5854                              struct cftype *cft)
5855 {
5856         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5857
5858         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
5859 }
5860
5861 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5862 {
5863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5864         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->swap.limit);
5865
5866         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5867                 seq_puts(m, "max\n");
5868         else
5869                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5870
5871         return 0;
5872 }
5873
5874 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5875                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5876 {
5877         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5878         unsigned long max;
5879         int err;
5880
5881         buf = strstrip(buf);
5882         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5883         if (err)
5884                 return err;
5885
5886         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
5887         err = page_counter_limit(&memcg->swap, max);
5888         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
5889         if (err)
5890                 return err;
5891
5892         return nbytes;
5893 }
5894
5895 static struct cftype swap_files[] = {
5896         {
5897                 .name = "swap.current",
5898                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5899                 .read_u64 = swap_current_read,
5900         },
5901         {
5902                 .name = "swap.max",
5903                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5904                 .seq_show = swap_max_show,
5905                 .write = swap_max_write,
5906         },
5907         { }     /* terminate */
5908 };
5909
5910 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5911         {
5912                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5913                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5914                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5915         },
5916         {
5917                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5918                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5919                 .write = mem_cgroup_reset,
5920                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5921         },
5922         {
5923                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5924                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5925                 .write = mem_cgroup_write,
5926                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5927         },
5928         {
5929                 .name = "memsw.failcnt",
5930                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5931                 .write = mem_cgroup_reset,
5932                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5933         },
5934         { },    /* terminate */
5935 };
5936
5937 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5938 {
5939         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5940                 do_swap_account = 1;
5941                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5942                                                swap_files));
5943                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5944                                                   memsw_cgroup_files));
5945         }
5946         return 0;
5947 }
5948 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5949
5950 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */